<Назад

Уровни модели OSI

В прошлой статье мы познакомились с моделью OSI. Пришло время рассмотреть подробнее каждый из уровней.

Физический уровень

Этот уровень модели OSI отвечает за передачу потока битов по физическим каналам связи - различные кабеля и беспроводные линии связи.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. У компьютера эту функцию выполняет сетевой адаптер, а со стороны промежуточных сетевых устройств - маршрутизаторы, коммутаторы и др.

На этом уровне не происходит никакого анализа данных. Основная задача - доставить, без искажений, поток битов, в соответствии с выбранным кодированием и интервалом между соседними битами.

Канальный уровень

Это уровень предоставляет, вышележащему, сетевому, следующие услуги:

• установление логического соединения между взаимодействующими узлами;
• согласование в рамках соединения скоростей получения и отправки информации;
• обеспечение надежной передачи, обнаружение и коррекция ошибок.

Протоколы канального уровня реализуются как на конечных узлах (сетевые адаптеры), так и на всех промежуточных сетевых устройствах (маршрутизаторы и др).

Единица данных данного уровня - кадр. В поле данных кадра размещается сообщение сетевого уровня, а в заголовке - служебная информация, включающая адрес назначения.

Канальный уровень может обеспечить надежность передачи, например, путем фиксирования границ кадра, помещая специальную последовательность битов в его начало и конец, а затем добавляя к кадру контрольную сумму. На стороне получателя канальный уровень группирует биты, поступающие с физического уровня, в кадры, снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой, переданной в кадре. Если они совпадают, то кадр считается правильным. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.

Сетевой уровень

На мой взгляд этот уровень один из наиболее значимых уровней модели. Он является связующим звеном для разных сетей, которые используют свою технологию канального уровня, например сети Ethernet, FDDI, Token Ring. Без этого уровня невозможно передать сообщение из сети Ethernet в сеть FDDI.

Функции сетевого уровня реализуются:

• группой протоколов;
• маршрутизаторами.

Маршрутизаторы могут быть как программные, поставляемые с операционной системой, так и аппаратные, отдельные устройства, которые чаще всего и отвечают за этот уровень.

Единица данных сетевого уровня - пакет, который образуется в результате добавления к данных вышестоящего уровня соответствующих заголовков. Заголовок пакетов сетевого уровня наряду с другой информацией содержит данные об адресе назначения пакета.

Чтобы пакеты были доставлены любому узлу в составной сети, они должны иметь уникальные адреса в ее пределах - сетевые или глобальные.

Определение маршрута - это еще одна задача данного уровня, которая описывает маршрут, через который должен пройти пакет. Как правило маршрут состоит из последовательности других маршрутизаторов.

Информацию о топологии связей маршрутизатор хранит в таблицах маршрутизации.

Транспортный уровень

Этот уровень отвечает за обеспечение надежной передачи данных для верхних уровней модели с той степенью надежности, которая им требуется.

Модель OSI определяет пять классов транспортного сервиса от низшего 0 и до высшего 4. Классы отличаются: срочностью, возобновляемостью соединения, наличием средств мультиплексирования соединений, способностью к обнаружению искажений пакетов данных.

Выбор транспортного протокола зависит от потребностей конкретного приложения, например для медиастримминговых сервисов не так важны возможные потери пакетов, что не скажешь, например про файловые серверы.

Самые яркие представители протоколов данного уровня - протоколы TCP и UDP стека TCP/IP.

Сеансовый уровень

Этот уровень управляет взаимодействием сторон: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент и предоставляет инструменты для синхронизации сеанса. Функции данного уровня часто объединяются с функциями прикладного уровня и реализуются в одном протоколе.

Уровень представления

Благодаря этому уровню информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, понятна прикладному уровню другой. Еще на этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, например с помощью протокола SSL, скажите/распаковка информации, кодирование медиафайлов.

Прикладной уровень

Это тот уровень, с которым взаимодействуют приложения. На этом уровне происходит аутентификация, автризация, определение требований к защищенности сеанса и др.

Для запросов к этому уровню используются системные вызовы операционной системы, образующие API.

Примеры протоколов прикладного уровня: SSH, FTP, HTTP и др.

Заключение

Мы в общих чертах рассмотрели все уровни модели OSI, что является полезным знанием. В следующих статьях начнем углубляться в стек TCP/IP.