Почну з визначення, як це заведено. Модель OSI – це теоретична ідеальна модель передачі даних по мережі. Це означає, що на практиці ви ніколи не зустрінете точного збігу з цією моделлю, це еталон, якого дотримуються розробники мережевих програм та виробники мережного обладнання з метою підтримки сумісності своїх продуктів. Можна порівняти це з уявленнями людей про ідеальну людину - ніде не зустрінеш, але всі знають, чого потрібно прагнути.

Відразу хочу позначити один ньюанс - те, що передається по мережі в межах моделі OSI, я називатиму даними, що не зовсім коректно, але щоб не плутати читача термінами, я пішов на компроміс із совістю.

Нижче представлена ​​найбільш відома та найбільш зрозуміла схема моделі OSI. У статті будуть ще малюнки, але перший пропоную вважати основним:

Таблиця і двох колонок, на початковому етапі нас цікавить лише права. Читати таблицю будемо знизу нагору (а як інакше:)). Насправді це не моя забаганка, а роблю так для зручності засвоєння інформації - від простого до складного. Поїхали!

У правій частині вищезазначеної таблиці знизу вгору показаний шлях даних, що передаються по мережі (наприклад, від вашого домашнього роутера до вашого ком'ютера). Уточнення - рівні OSI знизу вгору, то це буде шлях даних на стороні, що приймає, якщо зверху вниз, то навпаки - відправляє. Сподіваюся, поки що зрозуміло. Щоб розвіяти остаточно сумніви, ось вам ще схема для наочності:

Щоб простежити шлях даних і зміни з рівнями, що відбуваються з ними, достатньо уявити, як вони рухаються вздовж синьої лінії на схемі, спочатку просуваючись зверху вниз по рівнях OSI від першого комп'ютера, потім знизу вгору до другого. Тепер детальніше розберемо кожен із рівнів.

1) Фізичний(phisical) - щодо нього належить так звана " середовище передачі " , тобто. дроти, оптичний кабель, радіохвиля (у разі бездротових з'єднань) та подібні. Наприклад, якщо ваш комп'ютер підключено до інтернету по кабелю, то за якість передачі даних на першому, фізичному рівні відповідають дроти, контакти на кінці дроту, контакти роз'єму мережної карти вашого комп'ютера, а також внутрішні електричні схеми на платах комп'ютера. У мережевих інженерів є поняття "проблема з фізикою" - це означає, що фахівець побачив винуватцем "непередачі" даних пристрій фізичного рівня, наприклад, десь обірваний мережевий кабель, або низький рівень сигналу.

2) Канальний(datalink) – тут уже набагато цікавіше. Для розуміння канального рівня нам доведеться спочатку засвоїти поняття MAC-адреси, оскільки саме він буде головною дійовою особою в цьому розділі:). MAC-адресу ще називають "фізичною адресою", "апаратною адресою". Являє він собою набір з 12 символів в шістнадцятковійсистемі обчислення, поділені на 6 октетівтире або двокрапкою, наприклад 08:00:27:b4:88:c1. Потрібен він для однозначної ідентифікації мережного пристрою у мережі. Теоретично, MAC-адреса є глобально унікальним, тобто. ніде у світі такого адреси не може і він " зашивається " в мережний пристрій на стадії виробництва. Однак, є нескладні способи його змінити на довільний, та до того ж деякі недобросовісні та маловідомі виробники не гребують тим, що клепають наприклад, партію з 5000 мережевих карток з одним і тим же MAC`ом. Відповідно, якщо як мінімум два таких "брата-акробати" з'являться в одній локальній мережі, почнуться конфлікти та проблеми.

Отже, на канальному рівні дані обробляються мережевим пристроєм, який цікавить лише одне - наша горезвісна MAC-адреса, тобто. його цікавить адресат доставки. До пристроїв канального рівня відносяться наприклад, свитчі (вони ж комутатори) - вони тримають у своїй пам'яті MAC-адреси мережевих пристроїв, з якими у них є безпосередній, прямий зв'язок і при отриманні даних на порт, що приймає, звіряють MAC-адреси в даних з MAC -Адресами, що є в пам'яті. Якщо є збіги, дані передаються адресату, інші просто ігноруються.

3) Мережевий(network) - " священний " рівень, розуміння принципу функціонування якого переважно і робить мережного інженера таким. Тут уже залізною рукою править "IP-адреса", тут вона - основа основ. Завдяки нилі IP-адреси стає можливим передача даних між комп'ютерами, що не входять в одну локальну мережу. Передача даних між різними локальними мережами називається маршрутизацією, а пристрої, що дозволяють це робити - маршрутизаторами (вони ж роутери, хоча останніми роками поняття роутера сильно перекрутилося).

Отже, IP-адреса - якщо не вдаватися в деталі, то це якийсь набір 12 цифр у десятирічній ("звичайній") системі обчислення, розділені на 4 октети, розділених точкою, який присвоюєтеся мережному пристрою при підключенні до мережі. Тут потрібно трохи заглибитись: наприклад, багатьом відома адреса з ряду 192.168.1.23. Цілком очевидно, що тут не 12 цифр. Однак, якщо написати адресу у повному форматі, все стає на свої місця – 192.168.001.023. Ще глибше копати не будемо на даному етапі, оскільки IP-адресація – це окрема тема для оповідання та показу.

4) Транспортний рівень(Transport) - як випливає з назви, потрібен саме для доставки та відправлення даних до адресата. Провівши аналогію з нашою багатостраждальною поштою, то IP-адреса це власне адреса доставки або отримання, а транспортний протокол - це листоноша, яка вміє читати і знає, як доставити лист. Протоколи бувають різні, для різних цілей, але сенс у них один – доставка.

Транспортний рівень останній, який за великим рахунком цікавить мережевих інженерів, системних адміністраторів. Якщо всі 4 нижні рівні відпрацювали як треба, але дані не дійшли до пункту призначення, значить проблему потрібно шукати вже в програмному забезпеченні конкретного комп'ютера. Протоколи так званих верхніх рівнів сильно хвилюють програмістів і іноді все ж таки системних адміністраторів (якщо він займається обслуговуванням серверів, наприклад). Тому далі я опишу призначення цих рівнів побіжно. До того ж, якщо подивитися на ситуацію об'єктивно, найчастіше на практиці функції відразу кількох верхніх рівнів моделі OSI бере на себе одну програму або служба, і неможливо однозначно сказати, куди її віднести.

5) Сеансовий(session) - керує відкриттям, закриттям сеансу передачі даних, перевіряє права доступу, контролює синхронізацію початку та закінчення передачі. Наприклад, якщо ви завантажуєте якийсь файл з інтернету, то ваш браузер (або через що ви там завантажуєте) надсилає запит серверу, на якому знаходиться файл. На цьому моменті включаються сеансові протоколи, які забезпечують успішне скачування файлу, після чого по ідеї автоматично вимикають, хоча є варіанти.

6) Представницький(Presentation) - готує дані до обробки кінцевим додатком. Наприклад, якщо це текстовий файл, то потрібно перевірити кодування (щоб не вийшло "крякозябрів"), можливо розпакувати з архіву .... але тут саме явно простежується те, про що я писав раніше - дуже важко відокремити, де закінчується представницький рівень, а де починається наступний:

7) Прикладний(Додатки) - як видно з назви, рівень додатків, які користуються отриманими даними і ми бачимо результат праць усіх рівнів моделі OSI. Наприклад, ви читаєте цей текст, тому що його відкрив у правильному кодуванні, потрібним шрифтом і т.д. ваш браузер.

І ось тепер, коли у нас є хоча б загальне розуміння технології процесу, вважаю за необхідне розповісти про те, біти, кадри, пакети, блоки та дані. Якщо пам'ятаєте, на початку статті я просив вас не зважати на ліву колонку в основній таблиці. Отже, настав час! Зараз ми пробіжимося знову по всіх рівнях моделі OSI і побачимо, як прості біти (нулі та одиниці) перетворюються на дані. Іти будемо так само знизу нагору, щоб не порушувати послідовності засвоєння матеріалу.

на фізичномурівні ми маємо сигнал. Він може бути електричним, оптичним, радіохвильовим та ін. Поки що це навіть не биті, але мережевий пристрій аналізує отримуваний сигнал і перетворює його в нулі одиниці. Цей процес називається "апаратне перетворення". Далі, вже всередині мережевого пристрою, біти поєднуються в (в одному байті вісім біт), обробляються і передаються на канальний рівень.

на канальномурівні ми маємо так званий кадр.Якщо грубо, то це пачка байт, від 64 до 1518 в одній пачці, з яких комутатор читає заголовок, в якому записані MAC-адреси одержувача і відправника, а також технічна інформація. Побачивши збіги MAC-адреси в заголовку та у своїй таблиці комутації(пам'яті), комутатор передає кадри з такими збігами пристрою призначення

на мережевомурівні до всього цього добра ще додаються IP-адреси одержувача та відправника, які витягуються все з того ж заголовка і називається це пакет.

на транспортномуНа рівні пакет адресується відповідного протоколу, код якому вказаний у службовій інформації заголовка і віддається обслуговування протоколам верхніх рівнів, котрим вже і є повноцінні дані, тобто. інформація у зручній, придатній для використання додатками формі.

На схемі нижче це буде видно наочно:

Олександр Горячов, Олексій Нісковський

Для того, щоб сервери та клієнти мережі могли спілкуватися, вони повинні працювати з використанням одного протоколу обміну інформацією, тобто повинні говорити однією мовою. Протокол визначає набір правил організації обміну інформацією всіх рівнях взаємодії мережевих об'єктів.

Існує еталонна модель взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection Reference Model), яка часто називається моделлю OSI. Ця модель розроблена Міжнародною організацією зі стандартизації (International Organization for Standardization, ISO). Модель OSI визначає схему взаємодії мережевих об'єктів, визначає перелік завдань та правила передачі даних. Вона включає сім рівнів: фізичний (Physical - 1), канальний (Data-Link - 2), мережевий (Network - 3), транспортний (Transport - 4), сеансовий (Session - 5), подання даних (Presentation - 6) ) та прикладної (Application - 7). Вважається, що два комп'ютери можуть взаємодіяти один з одним на конкретному рівні моделі OSI, якщо їх програмне забезпечення, що реалізує мережеві функції цього рівня, однаково інтерпретує ті самі дані. У цьому випадку встановлюється пряма взаємодія між двома комп'ютерами, яка називається «точка-точка».

Реалізації моделі OSI протоколами називаються стеками (наборами) протоколів. В рамках одного конкретного протоколу неможливо реалізувати всі функції OSI. Зазвичай завдання конкретного рівня реалізуються одним чи кількома протоколами. На одному комп'ютері мають працювати протоколи з одного стека. При цьому комп'ютер одночасно може використовувати декілька стеків протоколів.

Розглянемо завдання, розв'язувані кожному з рівнів моделі OSI.

Фізичний рівень

На цьому рівні моделі OSI визначаються такі характеристики мережевих компонентів: типи з'єднань середовищ передачі даних, фізичні топології мережі, способи передачі даних (з цифровим або аналоговим кодуванням сигналів), види синхронізації даних, що подаються, поділ каналів зв'язку з використанням частотного і тимчасового мультиплексування.

Реалізації протоколів фізичного рівня моделі OSI координують правила передачі бітів.

Фізичний рівень не включає опис середовища передачі. Проте реалізації протоколів фізичного рівня є специфічними для конкретного середовища передачі. З фізичним рівнем зазвичай асоціюється підключення наступного мережного обладнання:

• концентраторів, хабів та повторювачів, що регенерують електричні сигнали;
• сполучних роз'ємів середовища передачі, що забезпечують механічний інтерфейс для зв'язку пристрою із середовищем передачі;
• модемів та різних перетворюючих пристроїв, що виконують цифрові та аналогові перетворення.

Цей рівень моделі визначає фізичні топології у корпоративній мережі, що будуються з використанням базового набору стандартних топологій.

Першою у базовому наборі є шинна (bus) топологія. У цьому випадку всі мережні пристрої та комп'ютери підключаються до загальної шини передачі даних, яка найчастіше формується за допомогою коаксіального кабелю. Кабель, який формує загальну шину, називається магістральним (backbone). Від кожного пристрою, підключеного до шини, сигнал передається в обидві сторони. Для видалення сигналу з кабелю на кінцях шини слід використовувати спеціальні переривники (terminator). Механічне пошкодження магістралі позначається роботі всіх пристроїв, підключених до неї.

Кільцева топологія передбачає з'єднання всіх мережевих пристроїв та комп'ютерів у фізичне кільце (ring). У цій топології інформація завжди передається по кільцю в один бік – від станції до станції. Кожен мережний пристрій повинен мати приймач інформації на вхідному кабелі та передавач на вихідному. Механічне пошкодження середовища передачі інформації в одинарному кільці вплине на роботу всіх пристроїв, проте мережі, побудовані з використанням подвійного кільця, як правило, мають запас від стійкості до відмови та функції самовідновлення. У мережах, побудованих на подвійному кільці, та сама інформація передається по кільцю в обидві сторони. У разі пошкодження кабелю кільце продовжуватиме працювати в режимі одинарного кільця на подвійній довжині (функції самовідновлення визначаються апаратними засобами).

Наступною топологією є зіркоподібна топологія або зірка (star). Вона передбачає наявність центрального пристрою, до якого променями (окремими кабелями) підключаються інші мережеві пристрої та комп'ютери. Мережі, побудовані на зіркоподібній топології, мають одиночну точку відмови. Цією точкою є центральний пристрій. У разі виходу з ладу центрального пристрою решта учасників мережі не зможуть обмінюватися інформацією між собою, оскільки весь обмін здійснювався тільки через центральний пристрій. Залежно від типу центрального пристрою сигнал, що приймається з одного входу, може транслюватися (з посиленням або без) на всі виходи або на конкретний вихід, до якого підключено пристрій - одержувач інформації.

Повнозв'язана (mesh) топологія має високу стійкість до відмови. При побудові мереж із подібною топологією кожен із мережевих пристроїв або комп'ютерів з'єднується з кожним іншим компонентом мережі. Ця топологія має надмірність, за рахунок чого здається непрактичною. Дійсно, у малих мережах ця топологія застосовується рідко, проте у великих корпоративних мережах пов'язана топологія може використовуватися для поєднання найважливіших вузлів.

Розглянуті топології найчастіше будуються із застосуванням кабельних з'єднань.

Існує ще одна топологія, що використовує бездротові з'єднання - стільникова (cellular). У ній мережеві пристрої та комп'ютери об'єднуються в зони - комірки (cell), взаємодіючи тільки з приймально-передавальним пристроєм комірки. Передача інформації між осередками здійснюється приймально-передаючими пристроями.

Канальний рівень

Цей рівень визначає логічну топологію мережі, правила отримання доступу до середовища передачі даних, вирішує питання, пов'язані з адресацією фізичних пристроїв у рамках логічної мережі та управлінням передачею інформації (синхронізація передачі та обслуговування з'єднань) між мережними пристроями.

Протоколами канального рівня визначаються:

• правила організації бітів фізичного рівня (двійкові одиниці та нулі) до логічних груп інформації, які називаються кадрами (frame), або кадрами. Фрейм є одиницею даних канального рівня, що складається з безперервної послідовності згрупованих бітів, що має заголовок та закінчення;
• правила виявлення (і іноді виправлення) помилок під час передачі;
• правила керування потоками даних (для пристроїв, що працюють на цьому рівні моделі OSI, наприклад мостів);
• правила ідентифікації комп'ютерів у мережі за їх фізичними адресами.

Подібно до більшості інших рівнів канальний рівень додає власну керуючу інформацію на початок пакета даних. Ця інформація може включати адресу джерела та адресу призначення (фізичну або апаратну), інформацію про довжину кадру та індикацію активних протоколів верхнього рівня.

З канальним рівнем зазвичай пов'язані такі мережні з'єднувальні пристрої:

• мости;
• інтелектуальні концентратори;
• комутатори;
• мережні інтерфейсні плати (мережеві інтерфейсні карти, адаптери тощо).

Функції канального рівня поділяються на два підрівні (табл. 1):

• керування доступом до середовища передачі (Media Access Control, MAC);
• керування логічним з'єднанням (Logical Link Control, LLC).

Підрівень MAC визначає такі елементи канального рівня, як логічна топологія мережі, метод доступу до середовища передачі інформації та правила фізичної адресації між об'єктами мережі.

Абревіатура MAC також використовується при визначенні фізичної адреси мережного пристрою: фізична адреса пристрою (яка визначається всередині мережевого пристрою або мережної карти на етапі виробництва) часто називають MAC-адресою цього пристрою. Для великої кількості мережевих пристроїв, особливо мережевих карток, існує можливість програмно змінити MAC-адресу. При цьому необхідно пам'ятати, що канальний рівень моделі OSI накладає обмеження на використання MAC-адрес: в одній фізичній мережі (сегмент більше за розміром мережі) не може бути двох або більше пристроїв, що використовують однакові MAC-адреси. Для визначення фізичної адреси мережного об'єкта можна використовувати поняття «адреса вузла» (node ​​address). Адреса вузла найчастіше збігається з MAC-адресою або логічно визначається при програмному перепризначенні адреси.

Підрівень LLC визначає правила синхронізації передачі та сервісу з'єднань. Цей рівень канального рівня тісно взаємодіє з мережевим рівнем моделі OSI і відповідає за надійність фізичних (з використанням MAC-адрес) сполук. Логічна топологія (logical topology) мережі визначає спосіб і правила (послідовність) передачі між комп'ютерами в мережі. Мережеві об'єкти передають дані залежно від логічної топології мережі. Фізична топологія визначає фізичний шлях даних; у деяких випадках фізична топологія не відбиває спосіб функціонування мережі. Фактичний шлях даних визначається логічною топологією. Для передачі даних логічним шляхом, який може відрізнятися від шляху у фізичному середовищі, використовуються мережні пристрої підключення та схеми доступу до середовища передачі. Хороший приклад відмінностей між фізичною та логічною топологіями – мережа Token Ring фірми IBM. У локальних мережах Token Ring часто використовується мідний кабель, який прокладається у зіркоподібну схему із центральним розгалужувачем (хабом). На відміну від нормальної зіркоподібної топології хаб не пересилає вхідні сигнали всім іншим підключеним пристроям. Внутрішня схема хаба послідовно відправляє кожен вхідний сигнал наступного пристрою заздалегідь визначеному логічному кільці, тобто за круговою схемою. Фізичною топологією цієї мережі є зірка, а логічною – кільце.

Ще одним прикладом відмінностей між фізичною та логічною топологіями може бути мережа Ethernet. Фізична мережа може бути побудована з використанням мідних кабелів та центрального хаба. Утворюється фізична мережа, виконана за топологією зірки. Однак технологія Ethernet передбачає передачу інформації від одного комп'ютера до інших, що знаходяться в мережі. Хаб повинен ретранслювати прийнятий з одного порту сигнал на всі інші порти. Утворена логічна мережа із шинною топологією.

Щоб визначити логічну топологію мережі, необхідно зрозуміти, як приймаються сигнали:

• у логічних шинних топологіях кожен сигнал приймається всіма пристроями;
• в логічних кільцевих топологіях кожен пристрій отримує ті сигнали, які були надіслані саме йому.

Також важливо знати, як мережні пристрої отримують доступ до середовища передачі інформації.

Доступ до середовища передачі

Логічні топології використовують спеціальні правила, що керують дозволом на передачу інформації іншим мережевим об'єктам. Процес керування контролює доступ до середовища передачі даних. Розглянемо мережу, де всім пристроям дозволено функціонувати без будь-яких правил отримання доступу до середовища передачі. Всі пристрої в такій мережі передають інформацію з готовністю даних; ці передачі можуть іноді накладатися у часі. В результаті накладання сигнали спотворюються, відбувається втрата даних, що передаються. Така ситуація називається колізією (collision). Колізії не дозволяють організувати надійну та ефективну передачу інформації між мережевими об'єктами.

Колізії у мережі поширюються на фізичні сегменти мережі, яких підключаються мережеві об'єкти. Такі сполуки утворюють єдиний простір колізій (collision space), у якому вплив колізій поширюється усім. Для зменшення розмірів просторів колізій шляхом сегментації фізичної мережі можна використовувати мости та інші мережеві пристрої, що мають функції фільтрації трафіку на канальному рівні.

Мережа не може нормально працювати доти, доки всі мережеві об'єкти не зможуть контролювати колізії, керувати ними або усувати їхній вплив. У мережах потрібен деякий метод зниження кількості колізій, інтерференції (накладання) одночасних сигналів.

Існують стандартні методи доступу до середовища передачі, що описують правила, за якими здійснюється керування дозволом на передачу інформації для мережних пристроїв: змагання, передача маркера та опитування.

Перед тим як вибрати протокол, в якому реалізовано один із цих методів доступу до середовища передачі даних, слід звернути особливу увагу на такі фактори:

• характер передач - безперервний чи імпульсний;
• кількість передачі даних;
• необхідність передачі в суворо певні інтервали часу;
• кількість активних пристроїв у мережі.

Кожен із цих факторів у комбінації з перевагами та недоліками допоможе визначити, який із методів доступу до середовища передачі є найбільш підходящим.

Змагання.Системи з урахуванням змагання (конкуренції) припускають, що доступом до середовища передачі реалізується з урахуванням принципу «перший прийшов - першим обслужений». Іншими словами, кожен мережевий пристрій виборює контроль над середовищем передачі. Системи, що використовують метод змагання, розроблені таким чином, щоб усі пристрої в мережі могли передавати дані лише за необхідності. Ця практика зрештою призводить до часткової або повної втрати даних, тому що насправді відбуваються колізії. У міру додавання до мережі кожного нового пристрою кількість колізій може зростати у геометричній прогресії. Збільшення кількості колізій знижує продуктивність мережі, а разі повного насичення середовища передачі - знижує працездатність мережі до нуля.

Для зниження кількості колізій розроблено спеціальні протоколи, у яких реалізовано функцію прослуховування середовища передачі до початку передачі даних станцією. Якщо станція, що прослуховує, виявляє передачу сигналу (від іншої станції), то вона утримується від передачі інформації і намагатиметься повторити її пізніше. Ці протоколи називаються протоколами множинного доступу з контролем несучої (Carrier Sense Multiple Access, CSMA). Протоколи CSMA значно знижують кількість колізій, але не усувають їх повністю. Колізії проте відбуваються, коли дві станції опитують кабель: не виявляють жодних сигналів, вирішують, що середовище передачі вільне, а потім одночасно починають передачу даних.

Прикладами таких змагальних протоколів є:

• множинний доступ із контролем несучої/виявленням колізій (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, CSMA/CD);
• множинний доступ з контролем несучої/запобігання колізій (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, CSMA/CA).

Протоколи CSMA/CD.Протоколи CSMA/CD не лише прослуховують кабель перед передачею, але також виявляють колізії та ініціалізують повторні передачі. При виявленні колізії станції, що передавало дані, ініціалізують спеціальні внутрішні таймери випадковими значеннями. Таймери починають зворотний відлік, і при досягненні нуля станції повинні спробувати повторити передачу даних. Оскільки таймери були ініціалізовані випадковими значеннями, то одна зі станцій намагатиметься повторити передачу даних раніше за іншу. Відповідно, друга станція визначить, що середовище передачі вже зайняте, і дочекається її звільнення.

Прикладами протоколів CSMA/CD є Ethernet version 2 (Ethernet II, розроблений у корпорації DEC) та IEEE802.3.

Протоколи CSMA/CA. CSMA/CA використовує такі схеми, як доступ із квантуванням часу (time slicing) або надсилання запиту отримання доступу до середовища. При використанні квантування часу кожна станція може передавати інформацію тільки в певні для цієї станції моменти часу. При цьому в мережі має реалізовуватись механізм управління квантами часу. Кожна нова станція, що підключається до мережі, повідомляє про свою появу, тим самим ініціюючи процес перерозподілу квантів часу для передачі інформації. У разі використання централізованого управління доступом до середовища передачі кожна станція формує спеціальний запит на передачу, який адресується керуючій станції. Центральна станція регулює доступ до середовища передачі всім мережевих об'єктів.

Прикладом CSMA/CA є протокол LocalTalk фірми Apple Computer.

Системи на основі методу змагання найбільше підходять для використання при імпульсному трафіку (при передачі великих файлів) у мережах із відносно невеликою кількістю користувачів.

Системи із передачею маркера.У системах з передачею маркера (token passing) невеликий кадр (маркер) передається у порядку від одного пристрою до іншого. Маркер - це спеціальне повідомлення, яке передає тимчасове керування середовищем передачі пристрою, що володіє маркером. Передача маркера розподіляє керування доступом між пристроями мережі.

Кожен пристрій знає, від якого пристрою він отримує маркер і який пристрій повинен передати. Зазвичай, такими пристроями є найближчі сусіди власника маркера. Кожен пристрій періодично отримує контроль над маркером, виконує свої дії (передає інформацію), а потім передає маркер для використання наступного пристрою. Протоколи обмежують час контролю маркера кожним пристроєм.

Є кілька протоколів передачі маркера. Двома стандартами мереж, що використовують передачу маркера, є IEEE 802.4 Token Bus та IEEE 802.5 Token Ring. У мережі Token Bus використовується керування доступом із передачею маркера та фізична чи логічна шинна топологія, тоді як у мережі Token Ring використовується керування доступом із передачею маркера та фізична чи логічна кільцева топологія.

Мережі з передачею маркера слід використовувати за наявності пріоритетного трафіку, що залежить від часу, типу цифрових аудіо- або відеоданих, або ж за наявності дуже великої кількості користувачів.

Опитування.Опитування (polling) - це метод доступу, у якому виділяється один пристрій (званий контролером, первинним, чи «майстер»-пристроєм) як арбітра доступу до середовища. Цей пристрій опитує всі інші пристрої (вторинні) в певному порядку, щоб дізнатися, чи мають вони інформацію для передачі. Щоб отримати дані від вторинного пристрою, первинний пристрій надсилає йому відповідний запит, а потім отримує дані від вторинного пристрою і направляє їх одержувачу пристрою. Потім первинний пристрій опитує інший вторинне пристрій, приймає дані від нього, і так далі. Протокол обмежує кількість даних, яку може передати після опитування кожен вторинний пристрій. Опитувальні системи ідеальні для мережних пристроїв, чутливих до часу, наприклад, автоматизації обладнання.

Цей рівень також забезпечує обслуговування з'єднань. Існує три типи сервісу з'єднань:

• сервіс без підтвердження та без встановлення з'єднань (unacknowledged connectionless) - посилає та отримує фрейми без управління потоком та без контролю помилок чи послідовності пакетів;
• сервіс, орієнтований на з'єднання (connection-oriented), - забезпечує управління потоком, контроль помилок та послідовності пакетів у вигляді видачі квитанцій (підтверджень);
• сервіс з підтвердженням без встановлення з'єднання (acknowledged connectionless) – використовує квитанції для управління потоком та контролю помилок при передачах між двома вузлами мережі.

Підрівень LLC канального рівня забезпечує можливість одночасного використання кількох мережевих протоколів (з різних стеків протоколів) під час роботи через один мережний інтерфейс. Іншими словами, якщо в комп'ютері встановлена ​​лише одна мережева карта, але є необхідність працювати з різними мережевими сервісами від різних виробників, клієнтське мережне програмне забезпечення саме на підрівні LLC забезпечує можливість такої роботи.

Мережевий рівень

Мережевий рівень визначає правила доставки даних між логічними мережами, формування логічних адрес мережних пристроїв, визначення, вибір та підтримання маршрутної інформації, функціонування шлюзів (gateways).

Головною метою мережного рівня є вирішення задачі переміщення (доставки) даних у задані точки мережі. Доставка даних на мережному рівні взагалі схожа на доставку даних на канальному рівні моделі OSI, де для передачі даних використовується фізична адресація пристроїв. Однак адресація на канальному рівні відноситься лише до однієї логічної мережі, діє тільки всередині цієї мережі. Мережевий рівень описує методи і засоби передачі між багатьма незалежними (і часто різнорідними) логічними мережами, які, з'єднані разом, формують одну велику мережу. Така мережа називається об'єднаною мережею (internetwork), а процеси передачі між мережами - міжмережевим взаємодією (internetworking).

За допомогою фізичної адресації на канальному рівні дані доставляють усім пристроям, що входять в одну логічну мережу. Кожен мережний пристрій, кожен комп'ютер визначають призначення даних. Якщо дані призначені комп'ютеру, він їх обробляє, якщо ні - ігнорує.

На відміну від канального мережевий рівень може вибирати конкретний маршрут в об'єднаній мережі та уникати посилки даних у ті логічні мережі, які дані не адресовані. Мережевий рівень здійснює це шляхом комутацій, адресації на мережному рівні та з використанням алгоритмів маршрутизації. Мережевий рівень відповідає за забезпечення правильних маршрутів для даних через об'єднану мережу, що складається з різнорідних мереж.

Елементи та методи реалізації мережного рівня визначаються таким:

• всі логічно окремі мережі повинні мати унікальні мережеві адреси;
• комутація визначає, як встановлюються з'єднання через об'єднану мережу;
• можливість реалізувати маршрутизацію так, щоб комп'ютери та маршрутизатори визначали найкращий шлях проходження даних через об'єднану мережу;
• мережа виконуватиме різні рівні сервісу з'єднань в залежності від очікуваної кількості об'єднаних мереж.

На цьому рівні моделі OSI працюють маршрутизатори і деякі комутатори.

Мережевий рівень визначає правила формування логічних адрес (logical network address) мережевих об'єктів. У рамках великої об'єднаної мережі кожен мережевий об'єкт повинен мати унікальну логічну адресу. У формуванні логічної адреси беруть участь два компоненти: логічна адреса мережі, яка є спільною для всіх об'єктів мережі, та логічна адреса мережного об'єкта, яка є унікальною для цього об'єкта. При формуванні логічної адреси мережного об'єкта може використовуватися фізична адреса об'єкта, або визначатися довільна логічна адреса. Використання логічної адресації дозволяє організувати передачу даних між різними логічними мережами.

Кожен мережний об'єкт, кожен комп'ютер може виконувати багато мережевих функцій одночасно, забезпечуючи роботу різних сервісів. Для звернення до сервісів використовується спеціальний ідентифікатор сервісу, який називається порт (port) або сокет (socket). При зверненні до сервісу ідентифікатор сервісу слід за логічним адресою комп'ютера, що забезпечує роботу сервісу.

У багатьох мережах резервуються групи логічних адрес та ідентифікаторів сервісів з метою виконання конкретних заздалегідь визначених та загальновідомих дій. Наприклад, у разі потреби надіслати дані всім мережевим об'єктам відправка буде здійснена на спеціальну broadcast-адресу.

Мережевий рівень визначає правила передачі між двома мережевими об'єктами. Ця передача може здійснюватися за допомогою комутації або маршрутизації.

Розрізняють три методи комутації передачі даних: комутація каналів, комутація повідомлень і комутація пакетів.

При використанні комутації каналів встановлюється канал передачі між відправником і одержувачем. Цей канал буде задіяний протягом сеансу зв'язку. При використанні цього методу можливі тривалі затримки виділення каналу, пов'язані з відсутністю достатньої смуги пропускання, завантаженістю комутаційного обладнання або зайнятістю одержувача.

Комутація повідомлень дозволяє передавати ціле (нерозбите на частини) повідомлення за принципом «зберегти та передати далі» (store-and-forward). Кожен проміжний пристрій приймає повідомлення, локально його зберігає і при звільненні каналу зв'язку, яким це повідомлення має бути відправлено, відправляє його. Цей метод добре підходить для передачі електронної пошти та організації електронного документообігу.

При використанні комутації пакетів разом з'єднуються переваги двох попередніх методів. Кожне велике повідомлення розбивається на невеликі пакети, кожен із яких послідовно відправляється одержувачу. При проходженні через об'єднану мережу кожного з пакетів визначається найкращий у цей час шлях. Виходить, що частини одного повідомлення можуть прийти до одержувача у різний час і тільки після того, як всі частини будуть зібрані разом, одержувач зможе працювати з отриманими даними.

Щоразу при визначенні подальшого шляху даних необхідно вибрати найкращий маршрут. Завдання визначення найкращого шляху називається маршрутизацією (routing). Це завдання виконують маршрутизатори (router). Завдання маршрутизаторів - визначення можливих шляхів передачі, підтримка маршрутної інформації, вибір найкращих маршрутів. Маршрутизація може здійснюватися статичним чи динамічним методом. При завданні статичної маршрутизації мають бути задані всі взаємозв'язки між логічними мережами, які залишаються незмінними. Динамічна маршрутизація передбачає, що маршрутизатор може сам визначати нові шляхи чи модифікувати інформацію про старих. Динамічна маршрутизація використовує спеціальні алгоритми маршрутизації, найбільш поширеними є вектор дистанції (distance vector) і стан каналу (link state). У першому випадку маршрутизатор використовує інформацію про структуру мережі сусідніх маршрутизаторів, з інших рук. У другому випадку маршрутизатор оперує інформацією про власні канали зв'язку та взаємодіє зі спеціальним представницьким маршрутизатором для побудови повної карти мережі.

На вибір найкращого маршруту найчастіше впливають такі чинники, як кількість переходів через маршрутизатори (hop count) і кількість тиків (одиниць часу), необхідні досягнення мережі призначення (tick count).

Сервіс з'єднань мережного рівня працює тоді, коли сервіс з'єднань LLC-підрівня канального рівня моделі OSI не використовується.

При побудові об'єднаної мережі доводиться поєднувати логічні мережі, побудовані з використанням різних технологій та надають різноманітні послуги. Для того, щоб мережа могла працювати, логічні мережі повинні вміти правильно інтерпретувати дані та інформацію, що управляє. Це завдання вирішується за допомогою шлюзу, який являє собою пристрій, або прикладну програму, що перекладає та інтерпретує правила однієї логічної мережі до іншої. Взагалі шлюзи можуть бути реалізовані на будь-якому рівні моделі OSI, проте найчастіше вони реалізуються на верхніх рівнях моделі.

Транспортний рівень

Транспортний рівень дозволяє заховати фізичну та логічну структури мережі від додатків верхніх рівнів моделі OSI. Програми працюють тільки з сервісними функціями, які є досить універсальними і не залежать від фізичної та логічної топологій мережі. Особливості логічної та фізичної мереж реалізуються на попередніх рівнях, куди транспортний рівень передає дані.

Транспортний рівень часто компенсує відсутність надійного чи орієнтованого з'єднання сервісу з'єднань на нижніх рівнях. Термін "надійний" (reliable) не означає, що всі дані будуть доставлені у всіх випадках. Тим не менш, надійні реалізації протоколів транспортного рівня зазвичай можуть підтверджувати або заперечувати доставку даних. Якщо дані не доставлені приймаючому пристрою правильно, транспортний рівень може здійснити повторну передачу або інформувати верхні рівні про неможливість доставки. Верхні рівні можуть потім зробити необхідні коригувальні дії або забезпечити користувача можливістю вибору.

Багато протоколів у обчислювальних мережах забезпечують користувачам можливість роботи з простими іменами природною мовою замість складних і важких для запам'ятовування алфавітно-цифрових адрес. Перетворення адрес на імена і назад (Address/Name Resolution) є функцією ідентифікації або відображення імен та алфавітно-цифрових адрес один в одного. Ця функція може виконуватися кожним об'єктом у мережі або постачальниками спеціального сервісу, які називаються каталоговими серверами (directory server), серверами імен (name server) тощо. Наступні визначення класифікують методи перетворення адрес/імен:

• ініціація споживачем сервісу;
• ініціація постачальником сервісу.

У першому випадку користувач мережі звертається до будь-якого сервісу за його логічним ім'ям, не знаючи точного розташування сервісу. Користувач не знає, чи доступний цей сервіс на даний момент. При зверненні логічне ім'я ставиться у відповідність до фізичного імені, і робоча станція користувача ініціює звернення безпосередньо до сервісу. У другому випадку кожен сервіс повідомляє про себе всіх клієнтів мережі на періодичній основі. Кожен із клієнтів у будь-який час знає, чи доступний сервіс, і вміє звернутися безпосередньо до сервісу.

Методи адресації

Адреси сервісу ідентифікують конкретні програмні процеси, які виконуються на мережевих пристроях. На додаток до цих адрес постачальники сервісу відстежують різні діалоги, які вони ведуть з пристроями, що запитують послуги. Два різні методи діалогу використовують такі адреси:

• ідентифікатор з'єднання;
• ідентифікатор транзакції.

Ідентифікатор з'єднання (connection identifier), також званий ID з'єднання (connection ID), портом (port) або сокетом (socket), ідентифікує кожен діалог. За допомогою ідентифікатора з'єднання постачальник з'єднання може зв'язуватися з більш ніж одним клієнтом. Постачальник сервісу звертається до кожного об'єкта комутації за номером, а координації інших адрес нижнього рівня покладається на транспортний рівень. Ідентифікатор з'єднання пов'язаний із конкретним діалогом.

Ідентифікатори транзакцій подібні до ідентифікаторів з'єднань, але оперують одиницями, меншими, ніж діалог. Транзакція складається із запиту та відповіді. Постачальники та споживачі сервісу відстежують відправлення та прибуття кожної транзакції, а не діалогу загалом.

Сеансовий рівень

Сеансовий рівень сприяє взаємодії між пристроями, що запитують та постачають послуги. Сеанси зв'язку контролюються за допомогою механізмів, які встановлюють, підтримують, синхронізують і керують діалогом між об'єктами, що підтримують зв'язок. Цей рівень також допомагає верхнім рівням ідентифікувати доступний мережевий сервіс та з'єднатися з ним.

Сеансовий рівень використовує інформацію про логічні адреси, що постачається нижніми рівнями, для ідентифікації імен та адрес серверів, необхідних верхнім рівням.

Сеансовий рівень також ініціює діалоги між пристроями-постачальниками сервісу та пристроями-споживачами. Виконуючи цю функцію, сеансовий рівень часто здійснює подання або ідентифікацію кожного об'єкта і координує права доступу до нього.

Сеансовий рівень реалізує управління діалогом з використанням одного із трьох способів спілкування - симплекс (simplex), напівдуплекс (half duplex) та повний дуплекс (full duplex).

Симплексне спілкування передбачає лише односпрямовану передачу від джерела до приймача інформації. Жодного зворотного зв'язку (від приймача до джерела) цей спосіб спілкування не забезпечує. Напівдуплекс дозволяє використовувати одне середовище передачі для двонаправлених передач інформації, однак у кожний момент часу інформація може передаватися тільки в одну сторону. Повний дуплекс забезпечує одночасну передачу інформації в обидві сторони серед передачі даних.

Адміністрування сеансу зв'язку між двома мережевими об'єктами, що складається із встановлення з'єднання, передачі даних, завершення з'єднання, також виконується на цьому рівні моделі OSI. Після встановлення сеансу програмне забезпечення, що реалізує функції даного рівня, може перевіряти працездатність (підтримувати) з'єднання аж до завершення.

Рівень представлення даних

Основне завдання рівня подання даних - перетворення даних у взаємно узгоджені формати (синтаксис обміну), зрозумілі всім мережним додаткам та комп'ютерам, на яких працюють програми. На цьому рівні також вирішуються завдання компресії та декомпресії даних та їх шифрування.

Під перетворенням розуміється зміна порядку бітів у байтах, порядку байтів у слові, кодів символів та синтаксису імен файлів.

Необхідність зміни порядків бітів та байтів обумовлена ​​наявністю великої кількості різноманітних процесорів, обчислювальних машин, комплексів та систем. Процесори різних виробників можуть по-різному трактувати нульовий і сьомий біти в байті (або нульовий біт є старшим, або - сьомий). Аналогічно по-різному трактуються байти, у тому числі складаються великі одиниці інформації - слова.

Для того, щоб користувачі різних операційних систем могли отримувати інформацію у вигляді файлів з коректними іменами та вмістом, цей рівень забезпечує коректне перетворення синтаксису файлів. Різні операційні системи по-різному працюють зі своїми файловими системами, реалізують різні методи формування імен файлів. Інформація у файлах також зберігається у певному кодуванні символів. При взаємодії двох мережевих об'єктів важливо, щоб кожен з них міг інтерпретувати файлову інформацію по-своєму, але зміст інформації не повинен змінюватися.

Рівень представлення даних перетворює дані у взаємно узгоджений формат (синтаксис обміну), зрозумілий всім мережним додаткам та комп'ютерам, на яких працюють програми. Може, крім того, стискати та розгортати, а також шифрувати та розшифровувати дані.

Комп'ютери використовують різні правила подання даних за допомогою двійкових нулів та одиниць. Незважаючи на те, що всі ці правила намагаються досягти спільної мети - представити дані, зрозумілі людині, виробники комп'ютерів і організації, що стандартизують, створили правила, що суперечать один одному. Коли два комп'ютери, які використовують різні набори правил, намагаються зв'язатися один з одним, їм часто буває необхідно виконати деякі перетворення.

Локальні та мережні операційні системи часто шифрують дані для захисту від несанкціонованого використання. Шифрування – це загальний термін, який описує деякі методи захисту даних. Захист часто виконується за допомогою перемішування даних (data scrambling), при якому використовується один або кілька методів з трьох: перестановка, підстановка, метод алгебри.

Кожен із подібних методів – це просто особливий спосіб захисту даних таким чином, щоб вони могли бути зрозумілі лише тим, хто знає алгоритм шифрування. Шифрування даних може виконуватися як апаратно, і програмно. Однак, наскрізне шифрування даних зазвичай виконується програмним способом і вважається частиною функцій рівня подання даних. Для оповіщення об'єктів про метод шифрування зазвичай застосовується 2 методи - секретні ключі і відкриті ключі.

Методи шифрування із секретним ключем використовують єдиний ключ. Мережні об'єкти, що володіють ключем, можуть шифрувати та розшифровувати кожне повідомлення. Отже, ключ має зберігатися у секреті. Ключ може бути вбудований у мікросхеми обладнання або встановлений адміністратором мережі. При кожній зміні ключа всі пристрої повинні бути модифіковані (бажано не використовувати мережу для передачі нового ключа).

Мережеві об'єкти, що використовують методи шифрування з відкритим ключем, забезпечуються секретним ключем та деяким відомим значенням. Об'єкт створює відкритий ключ, маніпулюючи відомим значенням за допомогою секретного ключа. Об'єкт, який ініціює комунікацію, посилає свій відкритий ключ приймачеві. Інший об'єкт потім математично комбінує власний секретний ключ із переданим йому відкритим ключем для встановлення взаємоприйнятного значення шифрування.

Володіння відкритим ключем мало корисно несанкціонованим користувачам. Складність результуючого ключа шифрування досить велика, щоб його можна було визначити за прийнятний час. Навіть знання власного секретного ключа та чийогось відкритого ключа не надто допоможе визначити інший секретний ключ - через складність логарифмічних обчислень для великих чисел.

Прикладний рівень

Прикладний рівень містить усі елементи та функції, специфічні для кожного виду мережного сервісу. Шість нижніх рівнів поєднують завдання та технології, що забезпечують загальну підтримку мережевого сервісу, тоді як прикладний рівень забезпечує протоколи, необхідні виконання конкретних функцій мережевого сервісу.

Сервери надають клієнтам мережі інформацію про те, які види сервісу вони забезпечують. Основні механізми ідентифікації послуг забезпечують такі елементи, як адреси сервісу. Крім того, сервери використовують такі методи представлення свого сервісу, як активне та пасивне представлення сервісу.

При здійсненні активного представлення сервісу (Active service advertisement) кожен сервер періодично надсилає повідомлення (що включають адреси сервісу), оголошуючи про доступність. Клієнти також можуть опитувати мережеві пристрої у пошуках певного типу сервісу. Клієнти мережі збирають уявлення, зроблені серверами, і формують таблиці доступних нині видів сервісу. Більшість мереж, використовують метод активного уявлення, визначають також конкретний період дії уявлень сервісу. Наприклад, якщо мережевий протокол визначає, що подання сервісу повинні надсилатися кожні п'ять хвилин, клієнти будуть видаляти по тайм-ауту ті види сервісу, які були представлені протягом останніх п'яти хвилин. Після закінчення тайм-ауту клієнт видаляє сервіс зі своїх таблиць.

Сервери здійснюють пасивне подання сервісу (Passive service advertisement) шляхом реєстрації свого сервісу та адреси в каталозі. Коли клієнти хочуть визначити доступні види сервісу, вони просто запитують каталог про місцезнаходження потрібного сервісу та його адресу.

Перш ніж мережевий сервіс може бути використаний, він повинен стати доступним для локальної операційної системи комп'ютера. Існує кілька методів розв'язання цього завдання, однак кожен такий метод може бути визначений положенням або рівнем, на якому локальна операційна система розпізнає мережну операційну систему. Сервіс, що надається, можна підрозділити на три категорії:

• перехоплення дзвінків операційної системи;
• віддалений режим;
• спільна обробка даних.

При використанні перехоплення викликів ОС (OC Call Interception) локальна операційна система зовсім не підозрює існування мережного сервісу. Наприклад, коли програма DOS намагається читати файл із мережного файл-сервера, він вважає, що цей файл знаходиться на локальному накопичувачі. Насправді спеціальний фрагмент програмного забезпечення перехоплює запит на читання файлу, перш ніж він досягне локальної операційної системи (DOS), і надсилає запит мережному файловому сервісу.

В іншому випадку, при віддаленому режимі (Remote Operation) роботи локальна операційна система знає про мережу і відповідальна за передачу запитів до мережного сервісу. Однак сервер нічого не знає про клієнта. Для операційної системи сервера всі запити до сервісу виглядають однаково, незалежно від того, чи вони є внутрішніми або передані через мережу.

Нарешті, існують операційні системи, які знають існування мережі. І споживач сервісу, і постачальник сервісу розпізнають існування одне одного та працюють разом, координуючи використання сервісу. Цей тип використання сервісу зазвичай потрібно одноранговой спільної обробки даних. Спільна обробка даних має на увазі поділ можливостей обробки даних для виконання єдиного завдання. Це означає, що операційна система повинна знати про існування та можливості інших та бути здатною кооперуватися з ними для виконання потрібного завдання.

Комп'ютерПрес 6"1999

Для узгодження роботи пристроїв мережі від різних виробників, забезпечення взаємодії мереж, які використовують різне середовище поширення сигналу, створена еталонна модель взаємодії відкритих систем (ВОС). Еталонна модель побудована за ієрархічним принципом. Кожен рівень забезпечує сервіс вищого рівня та користується послугами нижчого рівня.

Обробка даних починається з прикладного рівня. Після цього дані проходять через всі рівні еталонної моделі, і через фізичний рівень відправляються в канал зв'язку. На прийомі відбувається зворотна обробка даних.

У еталонній моделі OSI вводяться два поняття: протоколі інтерфейс.

Протокол – це набір правил, з урахуванням яких взаємодіють рівні різних відкритих систем.

Інтерфейс – це сукупність засобів та методів взаємодії між елементами відкритої системи.

Протокол визначає правила взаємодії модулів одного рівня різних вузлах, а інтерфейс – модулів сусідніх рівнів одному вузлі.

Усього існує сім рівнів еталонної моделі OSI. Варто зазначити, що у реальних стеках використовується менше рівнів. Наприклад, у популярному TCP/IP використовується лише чотири рівні. Чому так? Пояснимо трохи пізніше. А зараз розглянемо кожен із семи рівнів окремо.

Рівні моделі OSI:

• фізичний рівень. Визначає вид середовища передачі, фізичні та електричні характеристики інтерфейсів, вид сигналу. Цей рівень має справу з бітами інформації. Приклади протоколів фізичного рівня: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
• Канальний рівень. Відповідає за доступ до середовища передачі, виправлення помилок, надійну передачу даних. На прийоміотримані з фізичного рівня дані упаковуються в кадри, після чого перевіряється їх цілісність. Якщо помилок немає, дані передаються на мережевий рівень. Якщо помилки є, кадр відкидається і формується запит на повторну передачу. Канальний рівень поділяється на два підрівні: MAC (Media Access Control) та LLC (Locical Link Control). MAC регулює доступ до фізичного середовища, що розділяється. LLC забезпечує обслуговування мережного рівня. На канальному рівні працюють комутатори. Приклади протоколів: Ethernet, PPP.
• Мережевий рівень. Його основними завданнями є маршрутизація – визначення оптимального шляху передачі, логічна адресація вузлів. Крім того, на цей рівень можуть бути покладені завдання пошуку несправностей в мережі (протокол ICMP). Мережевий рівень працює із пакетами. Приклади протоколів IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
• Транспортний рівень. Призначений для доставки даних без помилок, втрат та дублювання у тій послідовності, як вони були передані. Виконує наскрізний контроль передачі від відправника до одержувача. Приклади протоколів TCP, UDP.
• Сеансовий рівень. Керує створенням/підтримкою/завершенням сеансу зв'язку. Приклади протоколів: L2TP, RTCP.
• Представницький рівень. Здійснює перетворення даних у потрібну форму, шифрування/кодування, стиснення.
• Прикладний рівень. Здійснює взаємодію між користувачем та мережею. Взаємодіє з додатками за клієнта. Приклади протоколів: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

Після знайомства з стандартною моделлю, розглянемо стек протоколів TCP/IP.

У моделі TCP/IP визначено чотири рівні. Як видно з малюнку вище – один рівень TCP/IP може відповідати кільком рівням моделі OSI.

Рівні моделі TCP/IP:

• Рівень мережних інтерфейсів. Відповідає двом нижнім рівням моделі OSI: канальному та фізичному. Виходячи з цього, зрозуміло, що даний рівень визначає характеристики середовища передачі (кручена пара, оптичне волокно, радіоефір), вид сигналу, спосіб кодування, доступ до середовища передачі, виправлення помилок, фізичну адресацію (MAC-адреси). У моделі TCP/IP цьому рівні працює протокол Ethrnet та її похідні (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
• Рівень міжмережевої взаємодії. Відповідає мережевому рівню моделі OSI. Бере він всі його функції: маршрутизацію, логічну адресація (IP-адреси). На цьому рівні працює протокол IP.
• Транспортний рівень. Відповідає транспортному рівню OSI. Відповідає за доставку пакетів від джерела до одержувача. На цьому рівні використовуються два протоколи: TCP і UDP. TCP є більш надійним, ніж UDP за рахунок створення попереднього з'єднання запитів на повторну передачу при виникненні помилок. Однак, в той же час, TCP повільніше, ніж UDP.
• Прикладний рівень. Його головне завдання – взаємодія з додатками та процесами на хостах. Приклади протоколів: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Інкапсуляція - це метод упаковки пакета даних, при якому незалежні один від одного службові заголовки пакета абстрагуються від заголовків нижчестоящих рівнів шляхом їх включення до вищестоящих рівнів.

Розглянемо на конкретному прикладі. Нехай ми хочемо потрапити із комп'ютера на сайт. Для цього комп'ютер повинен підготувати http-запит на отримання ресурсів веб-сервера, на якому зберігається потрібна нам сторінка сайту. На прикладному рівні до даних браузера додається HTTP-заголовок. Далі на транспортному рівні до нашого пакету додається TCP-заголовок, що містить номери портів відправника та одержувача (80 порт – для HTTP). На мережному рівні формується IP-заголовок, що містить IP-адреси відправника та одержувача. Безпосередньо перед передачею, на канальному рівні додається Ethrnet-заголовок, який містить фізичні (MAC-адреси) відправника та одержувача. Після всіх цих процедур пакет у вигляді біт інформації передається по мережі. На прийомі відбувається зворотна процедура. Web-сервер на кожному рівні перевірятиме відповідний заголовок. Якщо перевірка пройшла вдало, заголовок відкидається і пакет переходить на верхній рівень. В іншому випадку, весь пакет відкидається.

Підписуйтесь на нашу

Мережева модель OSI(англ. open systems interconnection basic reference model- базова еталонна модель взаємодії відкритих систем) - мережна модель стекамережевих протоколів OSI / ISO.

У зв'язку з тривалою розробкою протоколів OSI, в даний час основним стеком протоколів, що використовується, є TCP/IP, він був розроблений ще до прийняття моделі OSI і поза зв'язком з нею.

Модель OSI
Тип даних	Рівень (layer)	Функції
	7. Прикладний (application)	Доступ до мережевих служб
	6. Представницький (presentation)	Подання та шифрування даних
	5. Сеансовий (session)	Управління сеансом зв'язку
Сегменти / Дейтаграми	4. Транспортний (transport)	Прямий зв'язок між кінцевими пунктами та надійність
	3. Мережевий (network)	Визначення маршруту та логічна адресація
	2. Канальний (data link)	Фізична адресація
	1. Фізичний (physical)	Робота з середовищем передачі, сигналами та двійковими даними

Рівні моделі osi

У літературі найчастіше прийнято починати опис рівнів моделі OSI з 7-го рівня, званого прикладним, на якому додатки користувача звертаються до мережі. Модель OSI закінчується 1-м рівнем - фізичним, на якому визначені стандарти, які пред'являються незалежними виробниками до середовищ передачі даних:

тип передавального середовища (мідний кабель, оптоволокно, радіоефір та ін.),

тип модуляції сигналу,

сигнальні рівні логічних дискретних станів (нуля та одиниці).

Будь-який протокол моделі OSI повинен взаємодіяти або з протоколами свого рівня, або з протоколами на одиницю вище та/або нижче за свій рівень. Взаємодії з протоколами свого рівня називаються горизонтальними, а з рівнями на одиницю вищими або нижчими - вертикальними. Будь-який протокол моделі OSI може виконувати лише функції свого рівня і не може виконувати функції іншого рівня, що не виконується в протоколах альтернативних моделей.

Кожному рівню з деякою часткою умовності відповідає свій операнд - логічно неподільний елемент даних, яким на окремому рівні можна оперувати в рамках моделі і протоколів, що використовуються: фізично дрібна одиниця - біт, на канальному рівні інформація об'єднана в кадри, на мережевому - в пакети ( датаграми), на транспортному – у сегменти. Будь-який фрагмент даних, логічно об'єднаних передачі - кадр, пакет, датаграма - вважається повідомленням. Саме повідомлення у загальному вигляді є операндами сеансового, представницького та прикладного рівнів.

До базових мережних технологій належать фізичний та канальний рівні.

Прикладний рівень

Прикладний рівень (рівень додатків) - верхній рівень моделі, що забезпечує взаємодію користувача додатків з мережею:

дозволяє додаткам використовувати мережеві служби:

• віддалений доступ до файлів та баз даних,

  пересилання електронної пошти;

відповідає за передачу службової інформації;

надає додаткам інформацію про помилки;

формує запити до рівня подання.

Протоколи прикладного рівня: RDP HTTP (HyperText Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), POP3 (Post Office Protocol Version 3), FTP (File Transfer Protocol), XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET та інші.

Представницький рівень

Представницький рівень (рівень вистави; англ. presentation layer) забезпечує перетворення протоколів та шифрування/дешифрування даних. Запити програм, отримані з прикладного рівня, на рівні подання перетворюються на формат для передачі по мережі, а отримані з мережі дані перетворюються на формат програм. На цьому рівні може здійснюватися стиснення/розпакування або кодування/декодування даних, а також перенаправлення запитів іншому мережному ресурсу, якщо вони не можуть бути локально оброблені.

Рівень уявлень зазвичай є проміжний протокол для перетворення інформації з сусідніх рівнів. Це дозволяє здійснювати обмін між програмами на різнорідних комп'ютерних системах прозорим для програм чином. Рівень уявлень забезпечує форматування та перетворення коду. Форматування коду використовується для того, щоб гарантувати додатку надходження інформації для обробки, яка б мала для нього сенс. За потреби цей рівень може виконувати переклад із одного формату даних до іншого.

Рівень уявлень має справу не лише з форматами та поданням даних, він також займається структурами даних, що використовуються програмами. Таким чином, рівень 6 забезпечує організацію даних при їх пересиланні.

Щоб зрозуміти, як це працює, уявімо, що є дві системи. Одна використовує для представлення даних розширений двійковий код обміну інформацією EBCDIC, наприклад, це може бути мейнфрейм компанії IBM, а інша - американський стандартний код обміну інформацією ASCII (його використовують більшість інших виробників комп'ютерів). Якщо цим двом системам необхідно обмінятися інформацією, то необхідний рівень уявлень, який виконає перетворення та здійснить переклад між двома різними форматами.

Іншою функцією, що виконується на рівні уявлень, є шифрування даних, яке застосовується в тих випадках, коли необхідно захистити інформацію, що передається, від прийому несанкціонованими одержувачами. Щоб вирішити це завдання, процеси та коди, що знаходяться на рівні уявлень, повинні виконати перетворення даних.

Стандарти рівня уявлень визначають способи представлення графічних зображень. Для цього можна використовувати формат PICT-формат зображень, який використовується для передачі графіки QuickDraw між програмами. Іншим форматом уявлень є тегований формат файлів зображень TIFF, який зазвичай використовується для растрових зображень з високою роздільною здатністю. Наступним стандартом рівня уявлень, який можна використовувати для графічних зображень, є стандарт JPEG.

Існує інша група стандартів рівня уявлень, яка визначає уявлення звуку та кінофрагментів. Сюди входять інтерфейс електронних музичних інструментів (MIDI) для цифрового представлення музики, розроблений Експертною групою з кінематографії стандарт MPEG.

Протоколи рівня подання: AFP - Apple Filing Protocol, ICA - Independent Computing Architecture, LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP - NetWare Core Protocol, NDR - Network Data Representation, XDR - External Data Representation, X.25 PAD - Packet Assembler/Disassembler Protocol .

Сеансовий рівень

Сеансовий рівень (англ. session layer) моделі забезпечує підтримку сеансу зв'язку, дозволяючи додаткам взаємодіяти між собою тривалий час. Рівень управляє створенням/завершенням сеансу, обміном інформацією, синхронізацією завдань, визначенням права передачі даних і підтримкою сеансу у періоди неактивності додатків.

Протоколи сеансового рівня: ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Password Authentication Protocol), PPTP, RPC, RTCP , SMPP, SCP (Session Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol).

Транспортний рівень

Транспортний рівень (англ. transport layer) моделі призначений для забезпечення надійної передачі даних від відправника до отримувача. При цьому рівень надійності може змінюватись у широких межах. Існує безліч класів протоколів транспортного рівня, починаючи від протоколів, що надають лише основні транспортні функції (наприклад, функції передачі даних без підтвердження прийому), і закінчуючи протоколами, які гарантують доставку до пункту призначення кількох пакетів даних у належній послідовності, мультиплексують кілька потоків даних, забезпечують механізм управління потоками даних та гарантують достовірність прийнятих даних. Наприклад, UDP обмежується контролем цілісності даних в рамках однієї датаграми і не виключає можливості втрати пакета повністю або дублювання пакетів, порушення порядку отримання пакетів даних; TCP забезпечує надійну безперервну передачу даних, що виключає втрату даних або порушення порядку їх надходження або дублювання порції даних на фрагменти та, навпаки, склеюючи фрагменти в один пакет.

Протоколи транспортного рівня: ATP, CUDP, DCCP, FCP, IL, NBF, NCP, RTP, SCTP, SPX, SST, TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Мережевий рівень

Мережевий рівень (англ. network layer) моделі призначений визначення шляху передачі. Відповідає за трансляцію логічних адрес та імен у фізичні, визначення найкоротших маршрутів, комутацію та маршрутизацію, відстеження неполадок та «заторів» у мережі.

Протоколи мережного рівня маршрутизують дані джерела до одержувача. Пристрої (маршрутизатори), що працюють на цьому рівні, умовно називають пристроями третього рівня (за номером рівня в моделі OSI).

Протоколи мережного рівня: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX, X.25, CLNP (мережевий протокол без організації з'єднань), IPsec (Internet Protocol Security). Протоколи маршрутизації – RIP, OSPF.

Канальний рівень

Канальний рівень (англ. data link layer) призначений для забезпечення взаємодії мереж за фізичним рівнем та контролем над помилками, які можуть виникнути. Отримані з фізичного рівня дані, подані в бітах, він пакує в кадри, перевіряє їх на цілісність і, якщо потрібно, виправляє помилки (формує повторний запит пошкодженого кадру) і відправляє на мережевий рівень. Канальний рівень може взаємодіяти з одним або декількома фізичними рівнями, контролюючи та керуючи цією взаємодією.

Специфікація IEEE 802 поділяє цей рівень на два підрівні: MAC (англ. media access control) регулює доступ до фізичного середовища, що розділяється, LLC (англ. logical link control) забезпечує обслуговування мережного рівня.

На цьому рівні працюють комутатори, мости та інші пристрої. Ці пристрої використовують адресацію другого рівня (за номером рівня моделі OSI).

Протоколи канального рівня- ARCnet, ATMEthernet, Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), IEEE 802.2, IEEE 802.11 Wireless LAN, LocalTalk, (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE ),StarLan,Token ring,Unidirectional Link Detection(UDLD),x.25.

Фізичний рівень

Фізичний рівень (англ. physical layer) - нижній рівень моделі, який визначає метод передачі даних, поданих у двійковому вигляді, від одного пристрою (комп'ютера) до іншого. Здійснюють передачу електричних або оптичних сигналів в кабель або радіоефір і, відповідно, їх прийом і перетворення в біти даних відповідно до методів кодування цифрових сигналів.

На цьому рівні також працюють концентратори, повторювачі сигналу та медіаконвертери.

Функції фізичного рівня реалізуються усім пристроях, підключених до мережі. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером чи послідовним портом. До фізичного рівня належать фізичні, електричні та механічні інтерфейси між двома системами. Фізичний рівень визначає такі види середовищ передачі даних як оптоволокно, кручена пара, коаксіальний кабель, супутниковий канал передач даних і т. п. Стандартними типами мережевих інтерфейсів, що належать до фізичного рівня, є: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, роз'єми AUI і BNC.

Протоколи фізичного рівня: IEEE 802.15 (Bluetooth),IRDA,EIARS-232,EIA-422,EIA-423,RS-449,RS-485,DSL,ISDN,SONET/SDH,802.11Wi-Fi,Etherloop,GSMUm radio interface ,ITUіITU-T,TransferJet,ARINC 818,G.hn/G.9960.

Сімейство TCP/IP

Сімейство TCP/IP має три транспортні протоколи: TCP, що повністю відповідає OSI, що забезпечує перевірку отримання даних; UDP, що відповідає транспортному рівню тільки наявністю порту, що забезпечує обмін датами між додатками, не гарантує отримання даних; іSCTP, розроблений для усунення деяких недоліків TCP, який додано деякі нововведення. (У сімействі TCP/IP є ще близько двохсот протоколів, найвідомішим з яких є службовий протокол ICMP, що використовується для внутрішніх потреб забезпечення роботи; решта також не є транспортними протоколами).

Сімейство IPX/SPX

У сімействі IPX/SPX порти (звані сокетами чи гніздами) з'являються у протоколі мережного рівня IPX, забезпечуючи обмін датами між додатками (операційна система резервує частину сокетів собі). Протокол SPX, у свою чергу, доповнює IPX рештою можливостей транспортного рівня в повній відповідності з OSI.

В якості адреси хоста IPX використовує ідентифікатор, утворений із чотирибайтного номера мережі (призначається маршрутизаторами) та MAC-адреси мережного адаптера.

Модель TCP/IP (5 рівнів)

Прикладний (5) рівень (Application Layer)або рівень програм забезпечує послуги, що безпосередньо підтримують програми користувача, наприклад, програмні засоби передачі файлів, доступу до баз даних, засоби електронної пошти, службу реєстрації на сервері. Цей рівень управляє рештою всіх рівнів. Наприклад, якщо користувач працює з електронними таблицями Excel і вирішує зберегти робочий файл у своїй директорії на мережному файл-сервері, прикладний рівень забезпечує переміщення файлу з робочого комп'ютера на мережевий диск прозоро для користувача.

Транспортний (4) рівень (Transport Layer)забезпечує доставку пакетів без помилок та втрат, а також у потрібній послідовності. Тут же проводиться розбивка на блоки даних, що подаються в пакети, і відновлення даних, що приймаються з пакетів. Доставка пакетів можлива як із встановленням з'єднання (віртуального каналу), так і без. Транспортний рівень є прикордонним і сполучним між верхніми трьома, що сильно залежать від додатків, і трьома нижніми рівнями, які сильно прив'язані до конкретної мережі.

Мережевий (3) рівень (Network Layer)відповідає за адресацію пакетів та переведення логічних імен (логічних адрес, наприклад, IP-адрес або IPX-адрес) у фізичні мережеві MAC-адреси (і назад). На цьому рівні вирішується завдання вибору маршруту (шляху), яким пакет доставляється за призначенням (якщо у мережі є кілька маршрутів). На рівні мережі діють такі складні проміжні мережеві пристрої, як маршрутизатори.

Канальний (2) рівень або рівень керування лінією передачі (Data link Layer)відповідає за формування пакетів (кадрів) стандартного для цієї мережі (Ethernet, Token-Ring, FDDI) виду, що включають початкове і кінцеве поля, що управляють. Тут же здійснюється управління доступом до мережі, виявляються помилки передачі шляхом підрахунку контрольних сум, і проводиться повторне пересилання приймача помилкових пакетів. Канальний рівень ділиться на два підрівні: верхній LLC та нижній MAC. На канальному рівні працюють такі проміжні мережеві пристрої, як, наприклад, комутатори.

Фізичний (1) рівень (Physical Layer)- це найнижчий рівень моделі, який відповідає за кодування переданої інформації в рівні сигналів, прийняті в середовищі передачі, що використовується, і зворотне декодування. Тут же визначаються вимоги до з'єднувачів, роз'ємів, електричного узгодження, заземлення, захисту від перешкод тощо. Фізично працюють такі мережеві пристрої, як трансівери, репітери та репітерні концентратори.

Модель OSI – це базова еталонна модель взаємодії відкритих систем. Вона являє собою систему, що складається із семи рівнів, на кожному з яких задіяні певні мережеві протоколи, що забезпечують передачу даних на всіх щаблях взаємодії.

Загальні відомості

Для того щоб полегшити розуміння і простіше орієнтуватися в різних напрямках роботи з мережевими протоколами, було створено прийняту за зразок модульну систему, завдяки чому стало набагато простіше локалізувати проблему, знаючи, на якій із ділянок мережі вона знаходиться.

На кожному з рівнів моделі OSI ведеться робота з певними наборами протоколів (стеками). Вони чітко локалізуються в рамках кожного рівня, не виходячи за його межі, при цьому будучи пов'язаними у чітку та зручну для сприйняття систему.

Отже, скільки рівнів у мережній моделі OSI та які вони?

1. Фізичний.
2. Канальний.
3. Мережевий.
4. Транспортний.
5. сеансовий.
6. Представницький.
7. Прикладний.

Чим складніша структура мережного пристрою, тим більше можливостей воно відкриває, при цьому працює одночасно на більшій кількості рівнів моделі. Це впливає навіть на швидкодію пристроїв: чим більше рівнів задіяно, тим повільніше відбувається робота.

Взаємодія рівнів відбувається за допомогою інтерфейсів між двома сусідніми рівнями та через протоколи в рамках одного рівня.

Фізичний рівень

Перший рівень мережевої моделі OSI – середовище передачі даних. На ньому відбувається передача даних як така. За одиницю навантаження приймається біт. Відбувається передача сигналу кабелем або бездротовим мережам і відповідне кодування в інформацію, виражену за допомогою бітів.

Протоколи, які тут задіяні: провід (кручена пара, оптика, телефонний кабель та інші), середовища бездротової передачі даних (наприклад, Bluetooth або Wi-Fi) і так далі.

Також на цьому рівні працюють медіаконвертери, репітери сигналу, концентратори, а також усі механічні та фізичні інтерфейси, за допомогою яких здійснюють взаємодію системи.

Канальний рівень

Тут передача інформації відбувається у вигляді блоків даних, які називаються кадрами чи кадрами, канальний рівень мережевої моделі OSI здійснює їх створення та передачу. Взаємодіє, відповідно, з фізичним та мережевим рівнями OSI.

Поділяється на два підрівні:

1. LLC - керує логічним каналом.
2. MAC – робота з доступом безпосередньо до фізичного середовища.

Для полегшення розуміння розберемо такий приклад.

У комп'ютері чи ноутбуці існує мережний адаптер. Щоб він міг коректно працювати, використовується програмне забезпечення, драйвера, що відносяться до верхнього підрівня — через них взаємодіє з процесором, що знаходиться на нижньому підрівні.

Протоколи використовуються такі: PPP (зв'язок двох ПК прямим чином), FDDI (передача даних на відстань менше двохсот кілометрів), CDP (власний протокол компанії Cisco, який використовується для виявлення та отримання інформації про сусідні мережеві пристрої).

Мережевий рівень

Це рівень моделі OSI, що відповідає за маршрути, якими йде передача даних. Пристрої, які працюють на цьому щаблі, називаються маршрутизаторами. Дані цьому рівні передаються пакетами. На канальному рівні пристрій визначався за допомогою фізичної адреси (MAC), а на мережевому починають фігурувати IP-адреси - логічний адресу будь-якого пристрою мережі, інтерфейсу.

Розглянемо функції мережевого рівня моделі OSI.

Основне завдання даного ступеня - забезпечення передачі даних між кінцевими пристроями.

Для цього забезпечується призначення унікальної адреси для всіх цих пристроїв, інкапсуляція (постачання даних відповідним заголовком або мітками, за допомогою чого створюється основна одиниця навантаження - пакет).

Як тільки пакет досягає точки призначення, відбувається процес декапсуляції - кінцевий вузол досліджує отримані дані, щоб переконатися, що пакет доставлений туди, куди потрібно і передається на наступний рівень.

Розглянемо перелік протоколів мережевого рівня моделі OSI. Це згаданий раніше IP, який входить у стек TCP/IP, ICMP (відповідає передачу управляючих і сервісних даних), IGMP (групова передача даних, мультикаст), BGP (здійснення динамічної маршрутизації) та ще.

Транспортний рівень

Протоколи цього рівня служать для того, щоб забезпечити надійність передачі відомостей від пристрою, що відправляє до приймаючого, відповідають безпосередньо за доставку інформації.

Основне завдання транспортного рівня — щоб пакети даних були надіслані та отримані без помилок, були відсутні втрати, дотримувалася послідовність передачі.

Цей рівень працює з цілими блоками даних.

Наприклад, потрібно передати файл по електронній пошті. Для того, щоб до одержувача дійшла коректна інформація, потрібно дотримання точної структури та послідовності передачі даних, адже якщо буде втрачено хоча б один біт при завантаженні файлу, його неможливо буде відкрити.

Можна виділити два основні протоколи, які працюють на цьому рівні: TCP та UDP.

UDP надсилає дані, не запитуючи від кінцевого пристрою відповідь про доставку, і не повторює надсилання у разі невдачі. TCP, навпаки, встановлює з'єднання і вимагає відповіді про доставку даних, якщо інформація не доходить, повторює відправлення.

Сеансовий рівень

Він же сесійний. На цьому рівні мережної моделі OSI відбувається встановлення та підтримка сеансів зв'язку між двома кінцевими пристроями. Цей рівень, як і наступні, працює безпосередньо з даними.

Наприклад згадаємо, як проводяться відеоконференції. Для того, щоб сеанс зв'язку пройшов успішно, необхідні відповідні кодеки, якими шифрується сигнал, з обов'язковою вимогою їх наявності на обох пристроях. Якщо на одному пристрої кодек відсутній або пошкоджений, зв'язок не буде встановлений.

Крім цього, на сеансовому рівні можуть використовуватися такі протоколи, як L2TP (тунельний протокол для підтримки віртуальних мереж), PAP (відправляє на сервер дані авторизації користувачів без шифрування і підтверджує їх справжність) та інші.

Представницький рівень

Відповідає за відображення даних у потрібному форматі. Реалізується видозміна інформації (наприклад, кодування), щоб потік даних був успішно переведений на транспортний рівень.

Як приклад можна перевести пересилання зображення електронною поштою. В результаті роботи протоколу SMTP зображення перетворюється на зручний для сприйняття на нижніх рівнях формат, а для користувача виводиться у звичному форматі JPEG.

Протоколи цього рівня: стандарти зображень (GIF, BMP, PNG, JPG), кодування (ASCII та ін.), відео- та аудіозапису (MPEG, MP3) тощо.

Прикладний рівень

Прикладний рівень, або рівень додатків - найвищий рівень моделі OSI. Він відрізняється найбільшим розмаїттям протоколів та виконуваних ними функцій.

Тут немає потреби відповідати за побудову маршрутів або гарантію доставки даних. Кожен протокол виконує своє завдання. Як приклади протоколів, що діють на даному рівні, можна навести HTTP (відповідає за передачу гіпертексту, тобто зрештою дозволяє користувачам відкривати у браузері веб-сторінки), FTP (мережева передача даних), SMTP (надсилання електронної пошти) та інші.

Стеки протоколів

Як вже розглядалося вище, існує велика кількість мережевих протоколів, що виконують найрізноманітніші завдання. Як правило, більшість з них працюють у зв'язках, виконуючи свої функції злагоджено, одночасно реалізуючи один з одним власний функціонал.

Такі зв'язки називаються стеками протоколів.

Спираючись на мережеву модель OSI, стеки протоколів умовно поділяють на три групи:

• Прикладні(відповідають даному рівню OSI та відповідають безпосередньо за обмін даними між різними рівнями моделі).
• Мережеві(відповідають за забезпечення та підтримку зв'язку між кінцевими мережевими пристроями, гарантують надійність з'єднання).
• Транспортні(їхнє основне завдання — побудова маршруту передачі інформації, перевірка помилок, що виникають під час маршрутизації, і направлення запитів на повторну передачу даних).

Стеки можна налаштовувати, спираючись на поставлені завдання та необхідний функціонал мережі, регулювати кількість протоколів та прикріплювати протоколи до серверних мережних інтерфейсів. Це дозволяє гнучке налаштування мережі.

Висновок

У цій статті ми виклали базову інформацію для ознайомлення із мережевою моделлю OSI. Це ті основи, які потрібно знати кожному, хто працює у сфері IT, для розуміння того, як влаштована система передачі даних.

У цій статті на рівні мережевої моделі OSI для "чайників" ми постаралися простою мовою пояснити, як передача даних реалізується, а головне як влаштована система взаємодії мережевого обладнання на різних рівнях.

Про кожен із протоколів можна розповісти дуже і дуже багато. Хочеться сподіватися, що ця стаття викликає інтерес до подальшого ознайомлення з цією цікавою темою.