Эталонная модель взаимодействия открытых систем реферат

Обновлено: 05.07.2024

Принципы построения открытых систем

Все нижележащие уровни обеспечивают сервис для вышележащих.
Между уровнями должен обеспечиваться межуровневый интерфейс - правила взаимодействия смежных уровней в одной системе.
Одноименные уровни удаленных систем должны взаимодействовать в соответствии с определенным протоколом (логические взаимодействия).
Соединение между системами происходит через одно физическое соединение (канал). Через это соединение взаимодействуют сетевые и прикладные процессы в удаленных системах.
Колличество прикладных процессов, работа которых осуществляется в системе неограничено и обеспечивается мультиплексированием (временным сложением) на физическом уровне.

Международная организация стандартов приняла семиуровневую иерархию функций взаимодействия, обеспечивающих связь прикладных процессов, расположенных в различных системах, включенных в сеть.

Каждый из семи уровней содержит ряд функций обязательных для выполнения и представляет собой логический модуль, реализуемый программно или аппаратно.

Предположим мы строим сеть следующего вида:

В соответствии с принятой моделью архитектуры взаимодействия открытых систем по одному физическому соединению может быть одновременно связано n различных систем. При этом по одному соединению может осуществляться независимое управление передачей информации между различными парами систем. Возникает иллюзия наличия в физическом соединении отдельных каналов, которые принято называть логическими.

Логический канал - это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах. Логический канал можно охарактеризовать, как маршрут, проложенный через физические каналы и узлы коммутации.

Логический канал, соединяющий в информационно-вычислительной сети два информационных процесса, также называют виртуальным.

Виртуальный канал - в сети коммутации пакетов - средства, обеспечивающие передачу пакетов между двумя узлами с сохранением исходной последовательности, даже если пакеты пересылаются по различным физическим маршрутам. Виртуальное соединение устанавливается при вызове и аннулируется по окончании сеанса связи.

Поддержать межуровневый интерфейс на любом протокольном уровне (поставить драйвер).
Прикладной процесс должен быть одинаковым.

Функции уровней эталонной модели

Уровень 1 - физический - реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи, кодированию или модуляции сигналов, представляющих передаваемые биты данных и их передачу по каналу связи. Из-за наличия помех, воздействующих на канал, в передаваемые данные могут вноситься искажения, что снижает достоверность передачи; вероятность искажения зависит от типа используемого канала и уровня помех. Таким образом, физический уровень образует канал передачи битов.

Уровень 2 - канальный - обеспечивает надежную передачу данных через физический канал, организуемый на уровне 1. Этот уровень модели выполняет следующие функции: защиту от ошибок до величины 10 -8 — 10 -12 ошибок на бит, сохраняет последовательность передаваемых кадров. Реализация этих функций обеспечивает передачу через недостаточно надежный физический канал данных с достоверностью, необходимой для нормальной работы системы. Таким образом, канальный уровень образует канал передачи данных.

Уровень 3 - сетевой - обеспечивает передачу данных через СПД. Уровень является системообразующим: он объединяет отдельные каналы предачи данных, связывающие физические системы, в сеть передачи данных (СПД). На сетевом уровне выполняются функции: передача пакетов данных, маршрутизация и коммутация пакетов в соответствии с определенным маршрутом, организация логических и виртуальных каналов. Таким образом, сетевой уровень завершает формирование системы передачи данных.

Уровни 1-3 организуют сеть передачи данных как систему, обеспечивающую передачу данных между абонентами сети.

Уровень 7 - уровень прикладного процесса .

Три верхних уровня вместе с прикладными процессами определяют информационные процессы, выполняемые в системах. На четвертом уровне систем располагается транспортный процесс, характеризующий процедуры передачи информации от процесса-отправителя к процессу-получателю. На трех нижних уровнях осуществляется передача данных между множеством взаимодействующих систем.

Протоколы

сетезависимые
транспортные
сетенезависимые.

Протоколы всех уровней должны быть квазинезависимы: это необходимо для того, чтобы замена протокола на одном из уровней не требовала переделки протоколов на других уровнях.

Кроме того, необходимо, чтобы протокол каждого уровня был прозрачен для протоколов более высоких уровней, т. е. не вносил искажений в их работу. Среди семи уровней протоколов важнейшими являются те, которые расположены на прикладном уровне.

При административном управлении протоколы трех нижних уровней также обеспечивают взаимодействие ЭВМ в сети. Однако точки приложения протоколов высших уровней (4-7) здесь меняются. При основном управлении эти протоколы связывали пары ЭВМ. Однако при административном управлении эти протоколы обеспечивают взаимодействие ЭВМ, специализированной для целей административного управления сетью, со всеми остальными системами.

Основные свойства протоколов.

прозрачность,
помехоустойчивость,
независимость.

Требование прозрачности связано с тем, что пользователи хотят передавать информацию любого содержания, зашифрованную любыми кодами.
Обеспечение помехоустойчивости позволяет гарантировать доставку информации с уровнем ошибок, не превышающим заданным.
Независимость означает, что транспортный сервис должен быть отделен от информационных процессов, и не зависеть от структуры и характеристик последних.

местонахождения информационных ресурсов;
характера передачи данных и типов соединений;
вида синхронизации и скорости передачи;
структуры программных и аппаратных средств, реализующих протоколы;
структуры и вида протоколов нижних уровней.

синтаксисом
семантикой
синхронизацией

Протоколы в зависимости от отношений взаимодействующих систем делятся на асимметричные и симметричные. Асимметричным является тот протокол, который описывает взаимодействие неравноправных партнеров; отправителя (инициатора) и получателя, например, взаимодействие пользователя за терминалом с прикладным процессом. Если же протокол определяет взаимодействие одинаковых (в логическом смысле) партнеров, он называется симметричным, например, протоколы взаимодействия двух программ пользователей, либо двух людей-операторов, находящихся за терминалами.

Уже созданные информационно-вычислительные сети, имеют различные наборы протоколов всех уровней. Это затрудняет не только выпуск оборудования и программного обеспечения ЭВМ, предназначенных для включения в сеть, но и усложняет проблему взаимодействия сетей друг с другом. Поэтому различными международными организациями ведется разработка стандартов на протоколы всех уровней. Так, Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии разработана Рекомендация Х.25, определяющая сетевой, канальный и физический протоколы. Международными организациями, а также Европейской ассоциацией производителей вычислительной техники ведутся разработки стандартов на сеансовые и транспортные протоколы.

Значительная работа по стандартизации протоколов проведена фирмами IBM, DEC, Hewlett-Packard, Control Data и Xerox и т. д. Ими созданы стеки протоколов, работающие в доменных сетях.

Прикладные процессы

Прикладным процессом называют основной компонент системы, осуществляющий обработку информации для нужд пользователей, либо административное управление сетью.

человеко-машинный, в котором человек-оператор работает у пульта терминала;
внутримашинный, определяемый математическими программами, работающими с данными, расположенными в вычислительной машине;
производственный, обеспечивающий сбор информации и управляющий технологическим процессом.

административное управление системой;
управление выполнением программами пользователей;
системные задачи;
промышленное применение;
специфическое применение.

Естественно, что четкого различия между рассмотренными группами прикладных протоколов не существует. Но приведенная классификация является основой для определения протоколов, вводимых в информационно-вычислительной сети, а также стандартов, определяемых в отрасли, стране, либо в международном масштабе.

Принцип взаимодействия уровней в эталонной модели

Декомпозиция сети ЭВМ на отдельные функциональные элементы

В соответсвии с функциями уровней эталонной модели сеть ЭВМ может быть декомпозирована на функциональные подсистемы.

Соответствие терминов, определенных для ЭМВОС стандартом МОС, и отечественных терминов:

Data Switching Equipment (DSE) - коммутатор пакетов (КП - маршрутизатор)
Data Communication Equipment (DCE) - аппаратура коммутации данных (АКД - модем)
Data Terminal Equipment (DTE) - оборудование обработки данных (ООД)

.. это описательная схема сети; ее стандарты гарантируют высокую совместимость и способность к взаимодействию различных типов сетевых технологий. Кроме того, она иллюстрирует процесс перемещения информации по сетям. Модель OSI описывает, каким образом информация проделывает путь через сетевую среду (например, провода) от одной прикладной программы (например, программы обработки таблиц) к другой прикладной программе, находящейся в другом подключенном к сети компьютере.

Эталонная модель OSI делит задачу перемещения информации между компьютерами через сетевую среду на семь менее крупных и, следовательно, более легко разрешимых подзадач. Каждая из этих семи подзадач выбрана потому, что она относительно автономна и, следовательно, ее легче решить без чрезмерной опоры на внешнюю информацию. Такое разделение на уровни называется иерархическим представлением. Каждый уровень соответствует одной из семи подзадач.

Прикладной уровень (уровень 7) - это самый близкий к пользователю уровень OSI. Он отличается от других уровней тем, что не обеспечивает услуг ни одному из других уровней OSI. Он обеспечивает услугами прикладные процессы, лежащие за пределами масштаба модели OSI. Примерами таких прикладных процессов могут служить процессы передачи речевых сигналов, базы данных, текстовые процессоры и т.д.

Этот уровень идентифицирует и устанавливает наличие предполагаемых партнеров для связи, синхронизирует совместно работающие прикладные процессы, а также устанавливает и согласовывает процедуры устранения ошибок и управления целостностью информации. Прикладной уровень также определяет, имеется ли в наличии достаточно ресурсов для предполагаемой связи.

К числу наиболее распространенных протоколов верхних уровней относятся:

FTP - протокол переноса файлов

TFTP - упрощенный протокол переноса файлов

X.400 - электронная почта

SMTP - простой протокол почтового обмена

CMIP - общий протокол управления информацией

SNMP - простой протокол управления сетью

NFS - сетевая файловая система

FTAM - метод доступа для переноса файлов

Представительный уровень (уровень 6) отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы. При необходимости представительный уровень осуществляет трансляцию между множеством форматов представления информации путем использования общего формата представления информации.

Этот уровень занят не только форматом и представлением фактических данных пользователя, но также структурами данных, которые используют программы. Поэтому кроме трансформации формата фактических данных (если она необходима), представительный уровень согласует синтаксис передачи данных для прикладного уровня.

Сеансовый уровень (уровень 5) устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами. Сеансы состоят из диалога между двумя или более объектами представления. Сеансовый уровень синхронизирует диалог между объектами представительного уровня и управляет обменом информации между ними.

Кроме того, предоставляет средства для отправки информации, класса услуг и уведомления в исключительных ситуациях о проблемах сеансового, представительного и прикладного уровней.

Транспортный уровень (уровень 4) Граница между сеансовым и транспортным уровнями может быть представлена как граница между протоколами высших (прикладных) уровней и протоколами низших уровней. В то время как прикладной, представительный и сеансовый уровни заняты прикладными вопросами, четыре низших уровня решают проблемы транспортировки данных.

Транспортный уровень обеспечивает услуги по транспортировке данных, что избавляет высшие слои от необходимости вникать в ее детали. Функцией транспортного уровня является надежная транспортировка данных через сеть. Предоставляя надежные услуги, транспортный уровень обеспечивает механизмы для установки, поддержания и упорядоченного завершения действия каналов, систем обнаружения и устранения неисправностей транспортировки и управления информационным потоком (с целью предотвращения переполнения системы данными из другой системы).

Проще говоря транспортный уровень делит потоки информации на достаточно малые фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень.

Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня включают:

TCP - протокол управления передачей

NCP - Netware Core Protocol

SPX - упорядоченный обмен пакетами

TP4 - протокол передачи класса 4

Сетевой уровень (уровень 3) - это комплексный уровень, который обеспечивает возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными системами.

Поскольку две конечные системы, желающие организовать связь, может разделять значительное географическое расстояние и множество подсетей, сетевой уровень является доменом маршрутизации. Протоколы маршрутизации выбирают оптимальные маршруты через последовательность соединенных между собой подсетей. Традиционные протоколы сетевого уровня передают информацию вдоль этих маршрутов.

Другими словами сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Сетевой уровень обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень.

Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы:

IP - протокол Internet

IPX - протокол межсетевого обмена

X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2)

CLNP - сетевой протокол без организации соединений

Канальный уровень (уровень 2) (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Выполняя эту задачу, канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления об ошибках, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

Спецификации IEEE 802.x делят канальный уровень на два подуровня: управление логическим каналом (LLC) и управление доступом к среде (MAC). LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня, а подуровень MAC регулирует доступ к разделяемой физической среде. (Он же IEEE 802.1 - задает стандарты управления сетью на MAC-уровне, включая алгоритм Spanning Tree. Этот алгоритм используется для обеспечения единственности пути (отсутствия петель) в многосвязных сетях на основе мостов и коммутаторов с возможностью его замены альтернативным путем в случае выхода из строя.)

Наиболее часто используемые на уровне 2 протоколы включают:

HDLC для последовательных соединений

IEEE 802.2 LLC (тип I и тип II) обеспечивают MAC для сред 802.x

Физический уровень (уровень 1) определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики установления, поддержания и разъединения физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как величины напряжений, параметры синхронизации, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Этот уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электрические/оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включаютя:

-Тип кабелей и разъемов

-Разводку контактов в разъемах

-Схему кодирования сигналов для значений 0 и 1

К числу наиболее распространенных спецификаций физического уровня относятся:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - механические/электрические характеристики несбалансированного последовательного интерфейса.

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - механические, электрические и оптические характеристики сбалансированного последовательного интерфейса.

IEEE 802.3 -- Ethernet

IEEE 802.5 -- Token ring

Физической средой в различных телекоммуникационных системах могут быть самые разнообразные средства от простейшей пары проводов до сложной системы передачи синхронной цифровой иерархии.

Чтобы понять структуру и принципы функционирования сети, необходимо уяснить, что любой обмен данными в сети осуществляется от источника к получателю. Информацию, посланную в сеть, называют данными, или пакетами данных. Если один компьютер (источник) хочет послать данные другому компьютеру (получателю), то данные

сначала должны быть собраны в пакеты в процессе инкапсуляции; который перед отправкой в сеть погружает их в заголовок конкретного протокола. Этот процесс можно сравнить с подготовкой бандероли к отправке — обернуть содержимое бумагой, вложить в транспортный конверт, указать адрес отправителя и получателя, наклеить марки и бросить в почтовый ящик.

При выполнении сетями услуг пользователям, поток и вид упаковки информации изменяются.

Например ..пять этапов преобразования:

2. Упаковка данных для сквозной транспортировки. Для передачи через сетевой комплекс данные соответствующим образом упаковываются. Благодаря использованию сегментов, транспортная функция гарантирует надежное соединение участвующих в обмене

3. Добавление сетевого адреса в заголовок. Данные помещаются в пакет или дейтаграмму, которая содержит сетевой заголовок с логическими адресами отправителя и получателя. Эти адреса помогают сетевым устройствам посылать пакеты через сеть по выбранному пути.

4. Добавление локального адреса в канальный заголовок. Каждое сетевое устройство должно поместить пакеты в кадр. Кадры позволяют взаимодействовать с ближайшим непосредственно подключенным сетевым устройством в канале. Каждое устройство,

находящееся на пути движения данных по сети, требует формирования кадров для соединения со следующим устройством.

5. Преобразование в последовательность битов для передачи. Для передачи по физическим каналам (обычно по проводам) кадр должен быть преобразован в последовательность единиц и нулей. Функция тактирования дает возможность устройствам различать эти биты

выходить в глобальную сеть, пока не достигнет получателя, находящегося в удаленной локальной сети.

Организацией сети называется обеспечение взаимосвязи между рабочими станциями, периферийным оборудованием (принтерами, накопителями на жестких дисках, сканерами, приводами CD-ROM) и другими устройствами.

· Протокол — это формальное описание набора правил и соглашений, регламентирующих

процессы обмена информацией между устройствами в сети.

· Эталонная модель OSI — это описательная схема сети; ее стандарты гарантируют высокую

совместимость и взаимодействие сетевых технологий различных типов.

· В эталонной модели OSI отдельные сетевые функции организованы в семь нумерованных уровней.

Многоуровневая модель OSI исключает прямую связь между равными по положению уровнями, находящимися в разных системах.

Инкапсуляция — это процесс погружения данных в заголовок конкретного протокола перед отправкой их в сеть.

Эталонная модель взаимодействия открытых систем ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Для эффективной реализации пропускной способности каналов передачи информации и коммутационных узлов сетей связи необходимо соблюдение определенного набора стандартных правил, которые должны быть построены по принципу некоторой иерархии. Набор стандартных процедур взаимодействия и программных средств, обеспечивающих установление связи, переключение, прерывание связи при необходимости и т. п. , в настоящее время в основном реализуется программно. Эти правила (стандарты) разрабатываются рядом международных организаций электросвязи.

В основу многоуровневой архитектуры связи положена концепция эталонной модели взаимодействия открытых систем (ВОС; OSI — Open System Interconnection), обеспечивающая введение единых стандартов на международном уровне для вновь создаваемых информационных сетей. Она описана стандартом ISO 7498. Эталонная модель взаимодействия открытых систем ВОС разработана в начале 1980;х гг. Международной организацией по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO — ИСО) совместно с Международным союзом электросвязи Х.200. Модель ВОС как единый комплекс стандартов является основой для взаимной совместимости оборудования и программ различных поставщиков.

Эталонная модель ВОС ориентирована на выполнение таких функций:

• представление данных в стандартной форме;
• связь между процессами информационного обмена и синхронизация их работы;
• управление информационно-вычислительными ресурсами;
• контроль ошибок и сохранности данных;
• управление базами данных и запоминающими устройствами;
• поддержка программ, обеспечивающих технологию передачи и обработки данных;
• тестирование и др.

• возможность переноса прикладных систем, разработанных должным образом, с минимальными изменениями на широкий диапазон систем;
• совместимую работу с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах;
• взаимодействия с пользователями в стиле, облегчающем последним переход от системы к системе.

Основные элементы таких открытых систем, как сети связи, — абонентские станции (АС) и физическая среда для передачи информации. Абонентские станции, представляющие собой мобильные станции пользователей и устройства коллективного пользования, обеспечивают некий прикладной процесс — тог или иной вид доставки, обработки и отображения информации для нужд пользователей, например запрос и заказ билетов на концерт с домашнего персонального компьютера.

Взаимодействие АС может иметь различный уровень иерархии преобразования информации при обмене. Сеть связи, содержащая АС, которые удовлетворяют этой модели и относятся к открытым системам, в свою очередь является открытой системой. Все современные сети — открытые. В отличие от первоначальных сетей, предусматривающих подключение рабочих станций только к своему центральному компьютеру, станции открытых систем могут взаимодействовать с АС любых других систем связи, выполненных по стандарту ВОС.

Для упрощения разработки и реализации сетевой архитектуры каждая система разбивается на ряд функциональных уровней. При этом взаимодействие систем в сети представляется в виде взаимодействия между элементами систем одного функционального уровня (рис. 1.10). Эталонная модель ВОС использует семь функциональных уровней (рис. 1.10, а). Се;

Рис. 1.10. Эталонная модель взаимодействия ВОС:

а — основные элементы сети; б — семиуровневая архитектура взаимодействия миуровневая архитектура взаимодействия АС имеет следующие функции уровней (рис. 1.10, б), т. е. следующие протоколы.

Третий <сетевой) уровень— сегментирование и объединение блоков. Он обеспечивает организацию диалога между абонентами сети, т. е. управление очередностью передачи данных, их приоритетом, процедурой восстановления и т. д.

Шестой (представительный) уровень согласует форму представления информации (изображение, распечатка, строка символов и т. д. ). Представительный уровень управляет и преобразует синтаксис блоков данных, которыми обмениваются оконечные пользователи. Сюда включаются коды, форматы данных, сжатие информации (сокращение избыточности), машинные языки и т. п.

Седьмой уровень — прикладной. Его главная задача — предоставить уже принятую информацию. С этим обычно справляется системное и пользовательское прикладное программное обеспечение. Прикладной уровень обеспечивает интерфейс с прикладным процессом и служит для выполнения всех информационно-вычислительных процессов, предоставляемых пользователю через транспортную сеть: электронная почта, телетекст, факс, пакетная передача речи и др.

Четыре нижних уровня (физический, канальный, сетевой и транспортный) предоставляют сетевые услуги, три верхних (сеансовый, представительный и прикладной) — услуги самим оконечным пользователям. Как правило, соединение между АТС разных типов сетей осуществляется на нижних уровнях.

Правила взаимодействия объектов одного уровня, называемые протоколами, определяют логическое взаимодействие объектов. В эталонной модели ВОС принята концепция, в соответствии с которой взаимодействие объектов одного уровня обеспечивается предоставлением ему услуг смежным нижним уровнем. Правила взаимодействия объектов смежных уровней в одной системе сети, а также межсетевого обмена информацией называют интерфейсами ВОС.

Модель OSI - ( Open System Interconnection - Взаимодействие открытых систем ) эталонная модель организации сетей которая описывает из каких уровней должна состоять сеть и что должен делать тот или иной уровень. Это юридический стандарт, который принят в 1983 г., Международной организацией по стандартизации ISO - International Organization for Standardization .

В терминологии модели открытая система это система которая построена в соответствии с открытыми спецификациями, то есть спецификациями которые доступны всем и соответствуют стандартам.

В этой терминологии OS Windows является открытой системой, так как она построена на основе открытых спецификаций которые описывают работу Интернет, хотя исходные коды этой системы закрыты.

Идеальным примером открытой системы является современный офисный компьютер. Огромное число производителей в разных странах изготавливают множество аппаратных и программных компонентов, которые можно собрать в единую систему, заменить один компонент на другой, нарастить функциональные возможности. Любой компонент можно найти по достаточно низкой цене; отсутствуют производители, которые могли бы диктовать монопольные цены.

Понятие открытости не подразумевает открытость программного кода, как, например, в ОС Linux , хотя открытость кода позволяет добавлять в систему модули других производителей, что является признаком открытости. Однако открытость исходного кода существенно снижает надежность системы вследствие потенциальной возможности появления в ней дополнительных ошибок, внесенных во время модификации и компиляции. Поэтому открытость программного кода является спорным признаком открытости системы.

В отличие от открытых, закрытые системы разрабатываются по внутренним стандартам отдельных предприятий. Части (модули) закрытых систем не могут быть заменены аналогичными изделиями других производителей, а заказчик, однажды применив закрытую систему, навсегда оказывается привязанным к ее разработчику.

Преимуществом открытых систем является то что мы можем строить такие системы из любых компонентов которые являются совместимыми между собой, мы можем использовать оборудование и программное обеспечение разных производителей, если появилась какая то новая технология мы можем без проблем заменить старое оборудование и сеть продолжит работать, а так же мы можем объединять несколько сетей в единую крупную сеть.

Согласно модели OSI компьютерные сети должны состоять из семи уровней и эта модель описывает назначение каждого из уровней. Модель не является сетевой архитектурой так как не включает описание протоколов которые определяются в отдельных стандартах. На практике модель взаимодействия открытых систем не используется, однако ее достоинствами является хорошая теоретическая проработка вопросов сетевого взаимодействия, поэтому модель довольно часто используется для описания того как должны строится сети разных видов.

Модель OSI включает семь уровней которые расположены друг над другом. Обычно нумерация начинается с уровня который ближе всего находится к среде передачи данных:

Application - Прикладной
Presentation - Представления
Session - Сеансовый
Transport - Транспортный
Network - Сетевой
Data Link - Канальный
Physical - Физический

1. Физический уровень предназначен для передачи битов по физическому каналу связи. Не вникает в смысл передаваемой информации.

Основная задача физического уровня это определить способ представления битов информации в виде сигналов которые будут передаваться по среде передачи данных. Такое представление будет разным для медного провода, опто-волокна или электромагнитного излучения.

3. Сетевой уровень предназначен для построения крупных составных сетей на основе различных сетевых технологий. На этом уровне обеспечивается согласование различий разных технологий канального уровня, обеспечивается общая адресация с помощью глобальных адресов которые позволяют однозначно определить компьютер в составной сети в не зависимости от того какая технология канального уровня в нем используется и какой тип адресации в этой технологии применяется, также на сетевом уровне выполняется маршрутизация, то есть поиск маршрутов в крупной составной сети через промежуточные узлы.

По логике разработчиков модели открытых систем сеансовый уровень должен предоставлять защиту от разрыва сетевого соединения и обеспечивать возможность продолжения работы после того как это соединение восстановлено, для этого используется функция синхронизации. Однако на практике в реальных сетях сеансовый уровень не используется.

На практике функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

6. Уровень представления, его задача представлять данные в таком виде, который понятен как отправителю, так и получателю, необходимо согласовывать не только формат данных, то есть синтаксис, но и смысл, то есть семантику, например, разные компьютеры могут использовать различную кодировку для представления символов или разные форматы хранения чисел ( Big-endian и Little-endian ).

Преобразования из разных форматов должны обеспечиваться при передачи по сети. Для объяснения того, зачем нужен уровень представления чаще всего приводят пример с автоматическим переводом, например, я снимаю трубку сетевого телефона и звоню в Америку, я говорю в телефонную трубку по русски, сеть это переводит в промежуточный формат, например на китайский язык, передает данные на китайском языке, человек в Америке снимает трубку, сеть автоматически переводит данные с китайского языка на английский и получатель слышит в трубке английские слова, к сожалению это до сих пор не реализовано. Но на практике широкое распространение получило шифрование и дешифрование которое так же реализуется на уровне представления. Наиболее популярный пример это Secure Sockets Layer SSL или его современный вариант Transport Layer Security TLS эта технология используется совместно со многими протоколами прикладного уровня.

7. Прикладной уровень это именно то ради чего строиться сеть, это набор приложений которые могут использоваться пользователи сети, в качестве примера можно привести:

Гипертекстовые web-страницы;
Социальные сети;
Видео и аудио связь;
Электронная почта;
Доступ к разделяемым файлам; и многое другое.

Для уровней модели взаимодействия открытых систем существуют названия единицы передаваемых данных:

На разных уровнях модели взаимодействия открытых систем работает разное оборудование:

Уровень модели OSI	Оборудование
Сетевой	Маршрутизатор
Канальный	Коммутатор, точка доступа
Физический	Концентратор

Уровни начиная с транспортного работают только на хостах и на сетевом оборудовании их нет.

Заключение.

И так мы рассмотрели модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI) , это одна из эталонных моделей организации компьютерных сетей которая является юридическим стандартом, ее приняла международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) .

Согласно модели OSI компьютерные сети должны состоять из семи уровней, подробное описание которых содержится в модели. Протоколы в эту модель не включены, а приняты в виде отдельных стандартов. Однако ни сами протоколы, ни модель взаимодействия открытых систем на практике не используются, однако с помощью этой модели очень удобно описывать логику работы компьютерный сетей.

На практике для построения сетей используется эталонная модель и стек протоколов TCP/IP .

Учебный курс. Компьютерные сети. Андрей Созыкин.

Читайте также: