A "nyitott rendszer" fogalma

Tág értelemben nyitott rendszer bármilyen rendszernek nevezhető (számítógép, számítógép hálózat, OS, szoftvercsomag, egyéb hardver és szoftver termékek), amely nyitott specifikációk szerint készült.

Emlékezzünk vissza, hogy a „specifikáció” (számítástechnikában) alatt a hardver- vagy szoftverkomponensek formalizált leírását értjük, működési módszereiket, más komponensekkel való interakciójukat, működési feltételeket, korlátokat és speciális jellemzőket. Nyilvánvaló, hogy nem minden specifikáció szabvány. A nyílt specifikációk ezzel szemben a közzétett, nyilvánosan elérhető specifikációkra vonatkoznak, amelyek megfelelnek a szabványoknak, és amelyeket konszenzussal fogadnak el, az összes érdekelt fél által folytatott teljes körű megbeszélést követően.

A nyílt specifikációk használata a rendszerek fejlesztése során lehetővé teszi harmadik felek számára, hogy különféle hardver- vagy szoftverbővítéseket és -módosításokat fejlesszenek ki ezekhez a rendszerekhez, valamint szoftver- és hardverrendszereket hozzanak létre különböző gyártók termékeiből.

A valós rendszerek számára a teljes nyitottság elérhetetlen ideál. Általános szabály, hogy még a nyitottnak nevezett rendszerekben is csak néhány külső interfészt támogató rész felel meg ennek a definíciónak. Például a Unix operációs rendszercsalád nyitottsága többek között abból áll, hogy a rendszermag és az alkalmazások között szabványos szoftveres interfész található, amely megkönnyíti az alkalmazások portolását a Unix egyik verziójáról a másikra. A részleges nyitottság másik példája az Open Driver Interface (ODI) használata a meglehetősen zárt Novell NetWare operációs rendszerben, hogy harmadik féltől származó hálózati adapter-illesztőprogramokat is beépítsen a rendszerbe. Minél nyitottabb specifikációkat használnak egy rendszer fejlesztéséhez, annál nyitottabb.

Az OSI modell a nyitottságnak csak egy aspektusát érinti, nevezetesen a számítógépes hálózatba kapcsolt eszközök közötti interakciós eszközök nyitottságát. Itt a nyílt rendszer olyan hálózati eszközt jelent, amely készen áll más hálózati eszközökkel való interakcióra olyan szabványos szabályok segítségével, amelyek meghatározzák az általa fogadott és elküldött üzenetek formátumát, tartalmát és jelentését.

Ha két hálózatot a nyitottság elvének megfelelően építenek ki, akkor ez a következő előnyökkel jár:

hardverhálózat kiépítésének képessége és szoftver különböző gyártók ugyanazt a szabványt betartva;

az egyes hálózati összetevők fájdalommentes cseréje más, fejlettebbekkel, ami lehetővé teszi a hálózat minimális költséggel történő fejlesztését;

az egyik hálózat egyszerű csatlakoztatásának képessége;

a hálózat egyszerű fejlesztése és karbantartása.

A nyílt rendszer szembetűnő példája a nemzetközi internethálózat. Ez a hálózat teljes mértékben a nyílt rendszerek követelményeinek megfelelően alakult. A szabványok kidolgozásában ennek a hálózatnak több ezer speciális felhasználója vett részt különböző egyetemekről, tudományos szervezetektől, valamint különböző országokban működő számítógépes hardver- és szoftvergyártó cégektől. Az Internet működését meghatározó szabványok elnevezése – Request For Comments (RFC), amely „request for comments”-nek is fordítható – az elfogadott szabványok átlátható és nyitott jellegét mutatja. Ennek eredményeként az internetnek sikerült a hardverek és szoftverek széles skáláját egyesítenie a világon szétszórt nagyszámú hálózatból.

OSI modell

A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) olyan modellt dolgozott ki, amely egyértelműen meghatározza a rendszerek közötti interakció különböző szintjeit, szabványos neveket ad nekik, és meghatározza, hogy az egyes szinteken milyen munkát kell végezniük. Ezt a modellt Open System Interconnection (OSI) modellnek vagy ISO/OSI modellnek nevezik.

Az OSI modellben a kommunikáció hét rétegre vagy rétegre oszlik (1.1. ábra). Minden szint az interakció egy meghatározott aspektusával foglalkozik. Így az interakciós probléma 7 konkrét problémára bomlik, amelyek mindegyike a többitől függetlenül megoldható. Minden réteg fenntartja az interfészt a feletti és alatti rétegekkel.

Rizs. 1.1. ISO/OSI nyílt rendszerek összekapcsolási modellje

Az OSI-modell csak a rendszerkommunikációt írja le, a végfelhasználói alkalmazásokat nem. Az alkalmazások saját kommunikációs protokolljaikat valósítják meg hozzáféréssel Rendszereszközök. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az alkalmazás átveheti az OSI modell egyes felső rétegeinek funkcióit, ebben az esetben szükség esetén az internetezéssel közvetlenül hozzáfér azokhoz a rendszereszközökhöz, amelyek az OSI modell többi alsó rétegének funkcióit látják el. OSI modell.

Egy végfelhasználói alkalmazás a rendszer interakciós eszközöket nemcsak arra használhatja, hogy párbeszédet szervezzen egy másik gépen futó alkalmazással, hanem egyszerűen csak egy adott hálózati szolgáltatás szolgáltatásainak fogadására is alkalmas, például hozzáférést törölt fájlok, levelek fogadása vagy nyomtatás megosztott nyomtatón.

Tehát tegyük fel, hogy egy alkalmazás kérelmet küld egy alkalmazásrétegnek, például egy fájlszolgáltatásnak. Ezen kérés alapján az alkalmazásszintű szoftver szabványos formátumú üzenetet generál, amely szolgáltatási információkat (fejlécet) és adott esetben továbbított adatokat tartalmaz. Ezt az üzenetet ezután továbbítják a képviselői szintre. A bemutató réteg hozzáadja a fejlécét az üzenethez, és az eredményt továbbítja a munkamenet rétegnek, amely viszont hozzáadja a fejlécet, és így tovább. Egyes protokollmegvalósítások előírják, hogy az üzenet ne csak fejlécet, hanem trailert is tartalmazzon. Végül az üzenet eléri a legalsó, fizikai réteget, amely ténylegesen továbbítja azt a kommunikációs vonalak mentén.

Amikor egy üzenet érkezik egy másik gépre a hálózaton keresztül, az sorban feljebb kerül szintről szintre. Minden szint elemzi, feldolgozza és törli a saját szintjének fejlécét, ennek a szintnek megfelelő funkciókat hajt végre, és továbbítja az üzenetet a magasabb szintnek.

Az üzenet kifejezésen kívül a hálózati szakemberek más elnevezéseket is használnak az adatcsere egységének megjelölésére. A bármilyen szintű protokollra vonatkozó ISO szabványok a „protokoll adategység” kifejezést használják - Protocol Data Unit (PDU). Ezenkívül gyakran használják a keret, csomag és datagram neveket.

ISO/OSI modellréteg funkciói

Fizikai réteg . Ez a réteg a bitek fizikai csatornákon, például koaxiális kábelen történő átvitelével foglalkozik, csavart érpár vagy optikai kábel. Ez a szint a fizikai adatátviteli közeg jellemzőihez kapcsolódik, mint például a sávszélesség, a zajtűrés, a karakterisztikus impedancia és mások. Ugyanezen a szinten határozzák meg az elektromos jelek jellemzőit, például az impulzusélekre vonatkozó követelményeket, a továbbított jel feszültség- vagy áramszintjét, a kódolás típusát, a jelátviteli sebességet. Ezenkívül itt szabványosítottuk a csatlakozók típusát és az egyes érintkezők rendeltetését.

A fizikai réteg funkciók a hálózathoz csatlakoztatott összes eszközben megvalósulnak. Számítógép oldalon a fizikai réteg funkcióit a hálózati adapter vagy a soros port látja el.

Példa a fizikai réteg protokollra a 10Base-T Ethernet technológia specifikációja, amely a használt kábelt 3. kategóriájú árnyékolatlan csavart érpárként határozza meg, 100 Ohm karakterisztikus impedanciával, RJ-45 csatlakozóval, 100 méteres maximális fizikai szegmenshosszal, Manchesteri kód a kábelen lévő adatok, valamint a környezet és az elektromos jelek egyéb jellemzőinek megjelenítésére.

Adatkapcsolati szint. A fizikai réteg egyszerűen biteket továbbít. Ez nem veszi figyelembe, hogy egyes hálózatokban, amelyekben a kommunikációs vonalakat több pár egymással kölcsönhatásban álló számítógép felváltva használja (megosztja), a fizikai átviteli közeg foglalt lehet. Ezért a kapcsolati réteg egyik feladata az átviteli közeg elérhetőségének ellenőrzése. A kapcsolati réteg másik feladata a hibadetektáló és -javító mechanizmusok megvalósítása. Ehhez az adatkapcsolati rétegben a biteket kereteknek nevezett halmazokba csoportosítják. Adatkapcsolati réteg biztosítja, hogy minden egyes képkocka helyesen kerül továbbításra úgy, hogy minden egyes keret elejére és végére egy speciális bitsorozatot helyez el annak megjelölésére, valamint ellenőrző összeget is kiszámít a keret összes bájtjának meghatározott módon történő összegzésével és az ellenőrző összeg hozzáadásával a kerethez. . Amikor a keret megérkezik, a vevő ismét kiszámítja a kapott adatok ellenőrző összegét, és összehasonlítja az eredményt a keretből származó ellenőrző összeggel. Ha megegyeznek, a keret helyesnek és elfogadottnak minősül. Ha az ellenőrző összegek nem egyeznek, hiba kerül rögzítésre.

A linkrétegben használt protokollokban helyi hálózatok, meghatározzák a számítógépek közötti kapcsolatok bizonyos struktúráját és azok megszólításának módjait. Bár az adatkapcsolati réteg keretátvitelt biztosít a helyi hálózat bármely két csomópontja között, ezt csak egy nagyon specifikus kapcsolati topológiájú hálózatban teszi meg, pontosan abban a topológiában, amelyre tervezték. A LAN kapcsolati réteg protokollok által támogatott tipikus topológiák közé tartozik a megosztott busz, gyűrű és csillag. Példák a kapcsolati rétegbeli protokollokra: Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

A helyi hálózatokban a kapcsolati rétegbeli protokollokat számítógépek, hidak, kapcsolók és útválasztók használják. A számítógépekben a kapcsolati réteg funkciókat a hálózati adapterek és illesztőprogramjaik közös erőfeszítésével valósítják meg.

BAN BEN globális hálózatok, amelyek ritkán rendelkeznek szabályos topológiával, az adatkapcsolati réteg biztosítja az üzenetek cseréjét két, egyedi kommunikációs vonallal összekapcsolt szomszédos számítógép között. Példák a pont-pont protokollokra (ahogy az ilyen protokollokat gyakran nevezik) a széles körben használt PPP és LAP-B protokollok.

Hálózati réteg. Ez a szint egy egységes szállítási rendszer kialakítását szolgálja, amely több hálózatot egyesít különböző elvek alapján a végcsomópontok közötti információtovábbításra. Nézzük meg a hálózati réteg funkcióit a helyi hálózatok példáján. A helyi hálózati kapcsolati réteg protokoll csak a megfelelő hálózaton belül biztosítja az adatok szállítását bármely csomópont között tipikus topológia. Ez egy nagyon szigorú korlátozás, amely nem teszi lehetővé fejlett struktúrájú hálózatok építését, például olyan hálózatokat, amelyek több vállalati hálózatot egyesítenek egyetlen hálózatba, vagy olyan nagyon megbízható hálózatokat, amelyekben redundáns kapcsolatok vannak a csomópontok között. Egyrészt a szabványos topológiák adatátviteli eljárásainak egyszerűségének megőrzése, másrészt tetszőleges topológiák használatának lehetővé tétele érdekében egy további hálózati réteget használnak. Ezen a szinten vezetik be a „hálózat” fogalmát. Ebben az esetben a hálózat olyan számítógépek gyűjteményét jelenti, amelyek az egyik szabványos tipikus topológiának megfelelően kapcsolódnak egymáshoz, és az ehhez a topológiához meghatározott kapcsolati rétegbeli protokollok egyikét használják az adatok továbbítására.

Így a hálózaton belül az adatátvitelt az adatkapcsolati réteg szabályozza, de a hálózatok közötti adatszállítást a hálózati réteg kezeli.

A hálózati réteg üzeneteit általában hívják csomagokat. A csomagkézbesítés hálózati szintű megszervezésénél a koncepciót használják "hálózati szám". Ebben az esetben a címzett címe a hálózat számából és a hálózaton lévő számítógép számából áll.

A hálózatokat speciális eszközök, úgynevezett routerek kötik össze. Router egy olyan eszköz, amely információkat gyűjt az internetes kapcsolatok topológiájáról, és ennek alapján továbbítja a hálózati réteg csomagjait a célhálózatnak. Annak érdekében, hogy az egyik hálózaton lévő feladótól üzenetet küldhessen egy másik hálózaton lévő címzettnek, számos átvitelt (ugrást) kell végrehajtania a hálózatok között, minden alkalommal kiválasztva a megfelelő útvonalat. Így az útvonal útválasztók sorozata, amelyen egy csomag áthalad.

A legjobb út kiválasztásának problémáját ún útvonalválasztás megoldása pedig a hálózati szint fő feladata. Ezt a problémát bonyolítja az a tény, hogy nem mindig a legrövidebb út a legjobb. Az útvonalválasztásnál gyakran az adatátvitel ideje az útvonalon, ez függ a kommunikációs csatornák kapacitásától és a forgalom intenzitásától, ami idővel változhat. Egyes útválasztási algoritmusok próbálnak alkalmazkodni a terhelés változásaihoz, míg mások hosszú távú átlagok alapján hoznak döntéseket. Az útvonal más kritériumok, például az átviteli megbízhatóság alapján is kiválasztható.

Hálózati szinten kétféle protokoll van meghatározva. Az első típus a végcsomóponti adatcsomagok csomóponttól az útválasztóhoz és az útválasztók közötti továbbítására vonatkozó szabályok meghatározására vonatkozik. Általában ezekre a protokollokra gondolnak, amikor az emberek hálózati réteg protokollokról beszélnek. A hálózati réteg egy másik típusú protokollt is tartalmaz, az úgynevezett útválasztási információcsere protokollok. Ezekkel a protokollokkal az útválasztók információkat gyűjtenek az internetes kapcsolatok topológiájáról. A hálózati réteg protokolljait szoftvermodulok valósítják meg operációs rendszer, valamint az útválasztók szoftverei és hardverei.

A hálózati réteg protokolljaira példa a TCP/IP verem IP Internetwork Protocol és a Novell IPX verem Internetwork Protocol.

Szállítási réteg. A feladótól a címzetthez vezető úton a csomagok megsérülhetnek vagy elveszhetnek. Míg egyes alkalmazások saját hibakezeléssel rendelkeznek, vannak olyanok, amelyek szívesebben kezelik azonnal a megbízható kapcsolatot. A szállítási réteg feladata annak biztosítása, hogy az alkalmazások vagy a verem felső rétegei - az alkalmazás és a munkamenet - az általuk igényelt megbízhatósággal továbbítsák az adatokat. Az OSI modell öt szolgáltatási osztályt határoz meg a szállítási réteg által. Az ilyen típusú szolgáltatásokat a nyújtott szolgáltatások minősége különbözteti meg: sürgősség, a megszakadt kommunikáció helyreállításának képessége, a különböző alkalmazási protokollok közötti többszörös kapcsolat multiplexeléséhez szükséges eszközök rendelkezésre állása egy közös szállítási protokollon keresztül, és ami a legfontosabb, az észlelés és a kommunikáció képessége. kijavítani az átviteli hibákat, például a torzítást, a csomagok elvesztését és megkettőzését.

A szállítási réteg szolgáltatási osztályának megválasztását egyrészt az határozza meg, hogy a megbízhatóság biztosításának problémáját mennyiben oldják meg a szállításinál magasabb szintű alkalmazások és protokollok, másrészt ez a választás attól függ, mennyire megbízható online a teljes adatátviteli rendszer. Így például, ha a kommunikációs csatornák minősége nagyon magas, és az alacsonyabb szintű protokollok által nem észlelt hibák valószínűsége kicsi, akkor indokolt a könnyű szállítási réteg szolgáltatásainak valamelyikét igénybe venni, amelyet nem terhel számos ellenőrzés. , kézfogás és egyéb technikák a megbízhatóság növelésére. Ha a járművek kezdetben nagyon megbízhatatlanok, akkor célszerű a legfejlettebb szállítási szintű szolgáltatáshoz fordulni, amely a hibák észlelésére és kiküszöbölésére maximális eszközökkel dolgozik - először logikai kapcsolat kialakításával, az üzenetek kézbesítésének figyelemmel kísérésével. ellenőrző összegeketés a csomagok ciklikus számozása, kézbesítési időkorlátok beállítása stb.

Általános szabály, hogy az összes protokollt, a szállítási rétegtől kezdve és a felett, a hálózat végcsomópontjainak szoftvere - a hálózati operációs rendszerük összetevői - valósítja meg. A szállítási protokollok közé tartozik például a TCP/IP-verem TCP és UDP protokollja, valamint a Novell-verem SPX protokollja.

Munkamenet szintje. A munkamenet-réteg beszélgetéskezelést biztosít az éppen aktív fél rögzítéséhez, és szinkronizálási lehetőségeket is biztosít. Utóbbiak lehetővé teszik az ellenőrzőpontok beillesztését a hosszú átutalásokba, hogy meghibásodás esetén visszatérhessen az utolsó ellenőrzőponthoz, ahelyett, hogy mindent elölről kezdene. A gyakorlatban kevés alkalmazás használja a session réteget, és ritkán valósítják meg.

Prezentációs szint. Ez a réteg biztosítékot nyújt arra, hogy az alkalmazási réteg által továbbított információkat egy másik rendszer alkalmazási rétege is megértse. A prezentációs réteg szükség esetén átalakítja az adatformátumokat valamilyen elterjedt prezentációs formátumba, és ennek megfelelően a vételnél elvégzi a fordított konverziót. Ily módon az alkalmazási rétegek leküzdhetik például az adatábrázolás szintaktikai különbségeit. Ezen a szinten az adatok titkosítása és visszafejtése végezhető, melynek köszönhetően az adatcsere titkossága minden alkalmazásszolgáltatás számára egyszerre biztosított. A bemutató rétegen működő protokollra példa a Secure Socket Layer (SSL) protokoll, amely biztonságos üzenetküldést biztosít a TCP/IP verem alkalmazási rétegbeli protokolljai számára.

Alkalmazási réteg. Az alkalmazási réteg valójában csak különféle protokollok halmaza, amelyeken keresztül a hálózati felhasználók hozzáférnek a megosztott erőforrásokhoz, például fájlokhoz, nyomtatókhoz vagy hiperszöveges weblapokhoz, és megszervezik együttműködésüket, például a protokoll használatával. Email. Az adategységet, amelyen az alkalmazási réteg működik, általában hívják üzenet.

Nagyon sokféle alkalmazási réteg protokoll létezik. Példaként említsünk meg legalább néhányat a fájlszolgáltatások leggyakoribb megvalósításai közül: NCP a Novell NetWare operációs rendszerben, SMB Microsoft Windows NT, NFS, FTP és TFTP a TCP/IP veremben.

Az OSI modell, bár nagyon fontos, csak egy a sok kommunikációs modell közül. Ezek a modellek és a hozzájuk tartozó protokollveremek eltérhetnek a rétegek számában, funkcióikban, üzenetformátumukban, a felsőbb rétegeken nyújtott szolgáltatásokban és egyéb paraméterekben.

Ezt az anyagot a hivatkozásnak szentelték hétrétegű OSI hálózati modell. Itt megtalálja a választ arra a kérdésre, hogy a rendszergazdáknak miért kell megérteniük ezt a hálózati modellt, a modell mind a 7 szintjét figyelembe veszik, valamint elsajátíthatja a TCP/IP modell alapjait is, amely az alapokra épült. az OSI referenciamodell.

Amikor elkezdtem foglalkozni a különféle informatikai technológiákkal és elkezdtem ezen a területen dolgozni, természetesen nem tudtam semmilyen modellről, nem is gondoltam rá, de egy tapasztaltabb szakember azt tanácsolta, hogy tanuljak, ill. inkább értsd meg ezt a modellt, hozzátéve, hogy " ha megérti az interakció összes elvét, sokkal könnyebb lesz a hálózat kezelése, konfigurálása, valamint mindenféle hálózati és egyéb probléma megoldása" Természetesen hallgattam rá, és elkezdtem ásni a könyveket, az internetet és más információforrásokat, miközben a meglévő hálózaton ellenőriztem, hogy mindez igaz-e a valóságban.

BAN BEN modern világ a hálózati infrastruktúra fejlesztése elérte azt magas szint hogy egy kis hálózat kiépítése nélkül egy vállalkozás ( incl. és kicsi) nem fog tudni egyszerűen normálisan létezni, ezért a rendszergazdákra egyre nagyobb a kereslet. És bármilyen hálózat kiváló minőségű felépítéséhez és konfigurálásához a rendszergazdának meg kell értenie az OSI referenciamodell alapelveit, csak azért, hogy megtanulja megérteni a hálózati alkalmazások interakcióját, és valóban a hálózati adatátvitel alapelveit. hogy ezt az anyagot még a kezdő rendszergazdák számára is hozzáférhető módon mutassuk be.

Hálózat OSI modell (nyílt rendszerek összekapcsolásának alapvető referenciamodellje) a számítógépek, alkalmazások és egyéb eszközök hálózaton belüli interakciójának absztrakt modellje. Röviden ennek a modellnek az a lényege, hogy az ISO szervezet ( Nemzetközi Szabványügyi Szervezet) kidolgozott egy szabványt a hálózati működéshez, hogy mindenki számíthasson rá, és minden hálózat kompatibilis és interakciós köztük. Az egyik legnépszerűbb, világszerte használt hálózati kommunikációs protokoll a TCP/IP, amely referenciamodellre épül.

Nos, térjünk át közvetlenül ennek a modellnek a szintjeire, és először ismerkedjünk meg a modell általános képével a szintjei összefüggésében.

Most beszéljünk részletesebben az egyes szintekről, a referenciamodell szintjeit fentről lefelé szokás leírni, ezen az úton történik az interakció, egy számítógépen felülről lefelé, és azon a számítógépen, ahol az adatok vannak. alulról felfelé kapott, azaz. az adatok egymás után haladnak át minden szinten.

A hálózati modell szintjeinek leírása

Alkalmazási réteg (7) (alkalmazási réteg) a hálózaton keresztül továbbítani kívánt adatok kezdő- és egyben végpontja. Ez a réteg felelős az alkalmazások hálózaton keresztüli interakciójáért, azaz. Az alkalmazások ezen a rétegen kommunikálnak. Ez a legmagasabb szint, és erre emlékeznie kell a felmerülő problémák megoldása során.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNETés mások. Más szóval, az 1-es alkalmazás kérelmet küld a 2-es alkalmazásnak ezekkel a protokollokkal, és annak megállapításához, hogy az 1-es alkalmazás küldte a kérést a 2-es alkalmazásnak, kapcsolatnak kell lennie közöttük, és ezért a protokoll felelős. kapcsolat.

Bemutató réteg (6)– ez a réteg felelős az adatok kódolásáért, hogy azok később a hálózaton keresztül továbbíthatók legyenek, és ennek megfelelően visszakonvertálja azokat, hogy az alkalmazás megértse ezeket az adatokat. E szint után a többi szint adatai azonosak lesznek, pl. mindegy milyen adatról van szó, legyen az word dokumentum vagy e-mail üzenetet.

A következő protokollok működnek ezen a szinten: RDP, LPP, NDRés mások.

Munkamenet szint (5)– felelős az adatátvitelek közötti munkamenet fenntartásáért, azaz. A munkamenet időtartama az átvitt adatoktól függően eltérő, ezért azt fenn kell tartani vagy meg kell szüntetni.

A következő protokollok működnek ezen a szinten: ASP, L2TP, PPTPés mások.

Szállítási réteg (4)– felelős az adattovábbítás megbízhatóságáért. Ezenkívül szegmensekre bontja az adatokat, és visszahelyezi őket, mivel az adatok különböző méretűek. Ezen a szinten két jól ismert protokoll létezik: TCP és UDP. TCP protokoll garanciát vállal arra, hogy az adatok teljes terjedelmében megtörténik, de az UDP protokoll erre nem vállal garanciát, ezért azokat eltérő célokra használják fel.

Hálózati réteg (3)– célja, hogy meghatározza az adatok útvonalát. A routerek ezen a szinten működnek. Feladata még: logikai címek és nevek lefordítása fizikaira, rövid útvonal meghatározása, kapcsolás és útválasztás, hálózati problémák figyelése. Ezen a szinten működik IP protokollés útválasztási protokollok, pl. RIP, OSPF.

Linkréteg (2)– fizikai szinten interakciót biztosít; ezen a szinten, MAC címek hálózati eszközök, itt is figyelik és javítják a hibákat, pl. újbóli kérést küld a sérült keretre.

Fizikai réteg (1)– ez az összes képkocka közvetlen átalakítása elektromos impulzusokká és fordítva. Más szavakkal fizikai átvitel adat. Ezen a szinten dolgoznak csomópontok.

Így néz ki a teljes adatátviteli folyamat a modell szemszögéből. Ez egy referencia és szabványosított, ezért más hálózati technológiák és modellek, különösen a TCP/IP modell, alapulnak rajta.

TCP IP modell

TCP/IP modell kissé eltér az OSI modelltől; pontosabban, ez a modell egyesíti az OSI modell néhány szintjét, és ezek közül csak 4 van:

• Alkalmazott;
• Szállítás;
• Hálózat;
• Csatorna.

A képen látható a két modell közötti különbség, és ismét látható, hogy a jól ismert protokollok milyen szinteken működnek.

Az OSI hálózati modellről és konkrétan a hálózaton lévő számítógépek interakciójáról sokáig beszélhetünk, és nem fog egy cikkbe beleférni, és kicsit homályos lesz, ezért itt megpróbáltam bemutatni ennek a modellnek az alapját. és minden szint leírása. A legfontosabb dolog az, hogy megértsük, hogy mindez valóban igaz, és a hálózaton keresztül elküldött fájl egyszerűen átmegy " hatalmas„útvonal a végfelhasználó elérése előtt, de ez olyan gyorsan történik, hogy észre sem veszi, nagyrészt a fejlett hálózati technológiáknak köszönhetően.

Remélem, mindez segít megérteni a hálózatok interakcióját.

OSI referencia modell

Az egyértelműség kedvéért az OSI referenciamodellben a hálózati folyamat hét rétegre van felosztva. Ez az elméleti konstrukció megkönnyíti a meglehetősen összetett fogalmak megtanulását és megértését. Az OSI-modell tetején a hálózati erőforrásokhoz való hozzáférést igénylő alkalmazás, alul pedig maga a hálózati környezet áll. Ahogy az adatok rétegről rétegre lefelé haladnak, az ezeken a rétegeken működő protokollok fokozatosan előkészítik azokat a hálózaton keresztüli továbbításra. A célrendszer elérése után az adatok felfelé mozognak a szinteken, és ugyanazok a protokollok ugyanazokat a műveleteket hajtják végre, csak fordított sorrendben. 1983-ban Nemzetközi Szabványügyi Szervezet(Nemzetközi Szabványügyi Szervezet, ISO) és Szabványosítási szektora Nemzetközi Távközlési Unió távközlése(Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union, ITU-T) publikálta a „The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection” című dokumentumot, amely egy modellt írt le a hálózati funkciók 7 különböző szint közötti elosztására (1.7. ábra). Ennek a hétrétegű szerkezetnek egy új protokollverem alapját kellett volna képeznie, de kereskedelmi formában soha nem valósították meg. Ehelyett az OSI-modellt a meglévő protokollveremekkel használják oktatási és referenciaeszközként. A manapság elterjedt protokollok többsége az OSI-modell fejlesztése előtti, így nem felel meg pontosan annak hétrétegű felépítésének. Gyakran előfordul, hogy egy protokoll a modell két vagy akár több szintjének funkcióit egyesíti, és a protokollok határai gyakran nem egyeznek meg az OSI rétegek határaival. Az OSI modell azonban továbbra is kiváló vizuális segédeszköz a hálózati folyamatok vizsgálatához, és a szakemberek gyakran bizonyos rétegekhez kapcsolják a funkciókat és a protokollokat.

Adatok beágyazása

Lényegében az OSI modell különböző szintjein működő protokollok kölcsönhatása abban nyilvánul meg, hogy minden protokoll hozzáad cím(fejléc) vagy (egy esetben) filmelőzetes(lábléc) a fenti szintről kapott információra. Például egy alkalmazás kérést generál egy hálózati erőforráshoz. Ez a kérés lefelé mozog a protokoll veremben. Amikor eléri a szállítási réteget, az azon lévő protokollok saját fejlécet adnak a kérelemhez, amely mezőkből áll, amelyek az adott protokoll funkcióira jellemző információkat tartalmaznak. Maga az eredeti kérés a szállítási réteg protokolljának adatmezőjévé (payload) válik. A fejléc hozzáadása után a szállítási réteg protokoll átadja a kérést a hálózati rétegnek. A hálózati réteg protokoll saját fejlécet ad a szállítási réteg protokoll fejlécéhez. Így a hálózati réteg protokollja esetén a hasznos adat lesz az eredeti kérés és a szállítási réteg protokoll fejléce. Ez a teljes konstrukció a kapcsolati réteg protokolljának hasznos teherévé válik, amely fejlécet és trailert ad hozzá. Ennek a tevékenységnek az eredménye nejlonzacskó(csomag), készen áll a hálózaton keresztüli továbbításra. Amikor a csomag eléri a célt, a folyamat fordított sorrendben ismétlődik. A verem minden következő rétegének protokollja (most alulról felfelé) feldolgozza és eltávolítja a küldő rendszer megfelelő protokolljának fejlécét. A folyamat befejeztével az eredeti kérés ugyanabban a formában érkezik meg az alkalmazáshoz, amelyre szánták. Az alkalmazás által generált kéréshez fejlécek hozzáadásának folyamatát (1.8. ábra) hívjuk meg adatok beágyazása(adatcsomagolás). Lényegében ez az eljárás a levél postai küldésre való előkészítésének folyamatához hasonlít. A kérés maga a levél, és a fejlécek hozzáadása ugyanaz, mint a levél borítékba helyezése, a cím beírása, lebélyegzése és tényleges elküldése.

Fizikai réteg

Az OSI modell legalacsonyabb szintjén - fizikai(fizikai) - meghatározzák a hálózati berendezés elemeinek jellemzőit - a hálózati környezetet, telepítési módot, a bináris adatok hálózaton történő továbbítására használt jelek típusát. Ezenkívül a fizikai réteg meghatározza, hogy milyen típusú hálózati adaptert kell telepíteni az egyes számítógépekre, és milyen hubot kell használni (ha szükséges). Fizikai szinten réz- vagy optikai kábellel vagy bármilyen mással van dolgunk vezetéknélküli kapcsolat. A LAN-ban a fizikai réteg specifikációi közvetlenül kapcsolódnak a hálózaton használt adatkapcsolati protokollhoz. Miután kiválasztott egy kapcsolati réteg protokollt, az adott protokoll által támogatott fizikai réteg specifikációinak egyikét kell használnia. Például az Ethernet kapcsolati réteg protokoll számos különböző fizikai réteg opciót támogat – a kétféle koaxiális kábel egyikét, bármilyen csavart érpárú kábelt vagy optikai kábelt. Ezen opciók mindegyikének paraméterei a fizikai réteg követelményeire vonatkozó számos információból vannak kialakítva, például a kábel és a csatlakozók típusa, a kábelek megengedett hossza, a hubok száma stb. Ezeknek a követelményeknek a betartása szükséges a protokollok normál működése. Például egy túl hosszú kábelnél előfordulhat, hogy az Ethernet rendszer nem veszi észre a csomagütközéseket, és ha a rendszer nem képes észlelni a hibákat, nem tudja kijavítani azokat, ami adatvesztést eredményez. A kapcsolati réteg protokoll szabványa nem határozza meg a fizikai réteg minden aspektusát. Némelyikük külön van meghatározva. Az egyik leggyakrabban használt fizikai réteg specifikációt az EIA/TIA 568A néven ismert kereskedelmi épületek távközlési kábelezési szabványa írja le. Közösen teszik közzé American National Institute of Standarts(Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet, ANSI), Egyesületek tőlelektronikai ipar(Elektronikai Ipari Szövetség, EIA) és Kommunikációs Ipari Szövetség(Távközlési Ipari Szövetség, TIA). Ez a dokumentum tartalmazza Részletes leírás kábelek adatátviteli hálózatokhoz ipari környezetben, beleértve az elektromágneses interferencia forrásaitól való minimális távolságot és a kábelek lefektetésének egyéb szabályait. Manapság a nagy hálózatokban történő kábelfektetést leggyakrabban erre szakosodott cégekre bízzák. A megbízott vállalkozónak alaposan ismernie kell az EIA/TIA 568A-t és más hasonló dokumentumokat, valamint a város építési szabályzatát. Egy másik, a fizikai rétegben meghatározott kommunikációs elem a jel típusa a hálózati közegen keresztüli adatátvitelhez. Réz talpú kábeleknél ez a jel elektromos töltés, optikai kábelnél pedig fényimpulzus. Más típusú hálózati környezetek rádióhullámokat, infravörös impulzusokat és egyéb jeleket használhatnak. A jelek jellegén túlmenően a továbbításuk sémája fizikai szinten van kialakítva, azaz a kombináció elektromos töltések vagy a kódoláshoz használt fényimpulzusok bináris információ, amelyet magasabb szintek generálnak. Az Ethernet rendszerek az úgynevezett jelzési sémát használják Manchester kódolás(Manchester kódolás), és rendszerekben Token Ring használt differenciálisManchester(Differenciális Manchester) séma.

Adatkapcsolati réteg

Jegyzőkönyv csatorna(adatkapcsolati) szint biztosítja az információcserét a hálózatra kapcsolt számítógép hardvere és a hálózati szoftver között. A hálózati réteg protokollja által neki küldött adatokat előkészíti a hálózatba küldésre, a rendszer által kapott adatokat a hálózatról továbbítja a hálózati rétegnek. A LAN tervezése és építése során a használt kapcsolati réteg protokoll a legfontosabb tényező a berendezés kiválasztásában és telepítésében. A kapcsolati réteg protokoll megvalósításához a következő hardver és szoftver szükséges: adapterek hálózati felület(ha az adapter egy különálló eszköz, amely a buszra csatlakozik, akkor hálózati interfészkártyának vagy egyszerűen hálózati kártyának nevezzük); hálózati adapter illesztőprogramok; hálózati kábelek(vagy más hálózati környezet) és kiegészítő csatlakozó berendezések; hálózati hubok (bizonyos esetekben). Mind a hálózati adaptereket, mind a hubokat meghatározott kapcsolati rétegbeli protokollokhoz tervezték. Egyes hálózati kábelek bizonyos protokollokhoz is vannak szabva, de vannak olyan kábelek is, amelyek különböző protokollokhoz is alkalmasak. Természetesen ma (mint mindig) a legnépszerűbb kapcsolati réteg protokoll az Ethernet. A Token Ring messze lemaradt, ezt követi más protokollok, például az FDDI (Fiber Distributed Data Interface). A kapcsolati réteg protokoll specifikációja jellemzően három fő elemet tartalmaz: a keretformátumot (azaz a fejlécet és a trailert, amely hozzáadódik a hálózati réteg adataihoz a hálózatba való továbbítás előtt); a hálózati környezethez való hozzáférés szabályozására szolgáló mechanizmus; egy vagy több fizikai réteg specifikáció, amelyet egy adott protokollal használnak.

Keret formátum

A kapcsolati réteg protokoll fejlécet és trailert ad a hálózati réteg protokolltól kapott adatokhoz, így keret(keret) (1.9. ábra). A levél hasonlatával ismét a fejléc és az előzetes a levél elküldésének borítéka. Tartalmazzák a csomag küldő és fogadó rendszerének címét. A LAN protokollok, például az Ethernet és a Token Ring esetében ezek a címek 6 bájtos hexadecimális karakterláncok. hálózati adapterek a gyártó gyárában. Az OSI modell más szintjein használt címekkel ellentétben ezeket hívják appa katonai címek(hardvercím) vagy MAC-címek (lásd alább).

jegyzet Az OSI-modell különböző rétegeiben található protokollok eltérő nevekkel rendelkeznek azoknak a struktúráknak, amelyeket úgy hoznak létre, hogy fejlécet adnak a magasabb protokollokból származó adatokhoz. Például, amit egy kapcsolati réteg protokoll keretnek nevez, az egy datagram a hálózati réteghez. Az adatok bármely szintű szerkezeti egységének általánosabb elnevezése az nejlonzacskó.

Fontos megérteni, hogy a kapcsolati réteg protokollok csak az azonos LAN-on lévő számítógépek között biztosítanak kommunikációt. A fejlécben szereplő hardvercím mindig ugyanazon a LAN-on lévő számítógéphez tartozik, még akkor is, ha a célrendszer egy másik hálózaton van. A kapcsolati réteg keret további fontos funkciói a csomagban lévő adatokat előállító hálózati réteg protokoll azonosítása és a hibaészlelési információ. A hálózati réteg különböző protokollokat használhat, így a kapcsolati réteg protokoll kerete általában olyan kódot tartalmaz, amely segítségével azonosítható, hogy melyik hálózati réteg protokoll generálta az adott csomagban lévő adatokat. A fogadó számítógép kapcsolati réteg protokollja ettől a kódtól vezérelve továbbítja az adatokat a hálózati rétegének megfelelő protokolljához. A hibák észleléséhez az átviteli rendszer kiszámítja ciklikus cue redundáns kód(ciklikus redundancia-ellenőrzés, CRC) a hasznos teherről, és kiírja a keretes pótkocsira. A csomag fogadásakor a célszámítógép elvégzi ugyanazokat a számításokat, és összehasonlítja az eredményt a trailer tartalmával. Ha az eredmények egyeznek, az információ hiba nélkül került továbbításra. Ellenkező esetben a címzett feltételezi, hogy a csomag sérült, és nem veszi át.

Médiahozzáférés szabályozása

A LAN-on lévő számítógépek általában egy félduplex hálózati adathordozón osztoznak. Ebben az esetben nagyon valószínű, hogy két számítógép egyszerre kezdi el az adatátvitelt. Ilyen esetekben egyfajta csomagütközés lép fel, ütközés(ütközés), amelyben mindkét csomagban lévő adatok elvesznek. Az adatkapcsolati réteg protokolljának egyik fő funkciója a médiahozzáférés-vezérlés (MAC), azaz az egyes számítógépek adatátvitelének vezérlése és a csomagütközések minimalizálása. A média hozzáférés-vezérlő mechanizmus a kapcsolati réteg protokollok egyik legfontosabb jellemzője. Az Ethernet egy vivőérzékelővel és ütközésérzékeléssel rendelkező mechanizmust (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) használ az adathordozóhoz való hozzáférés szabályozására. Néhány más protokoll, például a Token Ring, token átadást használ.

Fizikai réteg specifikációi

A LAN-okban használt kapcsolati rétegbeli protokollok gyakran egynél több hálózati közeget támogatnak, és egy vagy több fizikai réteg specifikációja is szerepel a protokollszabványban. Az adatkapcsolat és a fizikai rétegek szorosan összefüggenek, mivel a hálózati közeg tulajdonságai jelentősen befolyásolják, hogy a protokoll hogyan szabályozza a médiumhoz való hozzáférést. Ezért azt mondhatjuk, hogy a helyi hálózatokban a kapcsolati réteg protokollok a fizikai réteg funkcióit is ellátják. A WAN-ok olyan kapcsolati réteg protokollokat használnak, amelyek nem tartalmaznak fizikai rétegre vonatkozó információkat, például a SLIP (Serial Line Internet Protocol) és a PPP (Point-to-Point Protocol).

Hálózati réteg

Első pillantásra úgy tűnhet hálózat(hálózati) réteg megduplázza az adatkapcsolati réteg egyes funkcióit. De ez nem igaz: a hálózati réteg protokolljai „felelősek”. végtől végig(végpontok közötti) kommunikáció, míg a kapcsolati réteg protokollok csak LAN-on belül működnek. Más szavakkal, a hálózati réteg protokolljai teljes mértékben biztosítják a csomagok továbbítását a forrástól a célrendszerig. A hálózat típusától függően előfordulhat, hogy a küldő és a címzett ugyanazon a LAN-on, ugyanazon az épületen belül különböző LAN-okon vagy több ezer kilométernyire elválasztott LAN-on található. Például, amikor egy szerverrel kommunikál az interneten, a számítógépe által generált csomagok több tucat hálózaton haladnak át a felé vezető úton. A kapcsolati réteg protokollja többször megváltozik, hogy alkalmazkodjon ezekhez a hálózatokhoz, de a hálózati réteg protokollja mindvégig ugyanaz marad. A TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protokollcsomag sarokköve és a leggyakrabban használt hálózati réteg protokoll az Internet Protocol (IP). A Novell NetWare saját IPX (Internetwork Packet Exchange) hálózati protokollal rendelkezik, a kis Microsoft Windows hálózatok pedig általában a NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface) protokollt használják. A hálózati réteghez rendelt funkciók többségét az IP protokoll képességei határozzák meg. A kapcsolati réteg protokollhoz hasonlóan a hálózati réteg protokollja is fejlécet ad a magasabb rétegtől kapott adatokhoz (1.10. ábra). A hálózati réteg protokollja által létrehozott adatelem szállítási réteg adataiból és egy hálózati réteg fejlécéből áll, és ún datagram(adatgram).

Megszólítás

A hálózati réteg protokoll fejléce a kapcsolati réteg protokoll fejlécéhez hasonlóan mezőket tartalmaz a forrás- és célrendszerek címeivel. Ebben az esetben azonban a célrendszer címe a csomag végső céljához tartozik, és eltérhet a kapcsolati réteg protokoll fejlécében szereplő célcímtől. Például amikor belépsz címsor a webhely böngészőcíme, a számítógépe által generált csomagban a webszerver címe a célrendszer címeként van feltüntetve hálózati szinten, míg link szinten a LAN-on lévő router címe, amely Az internet elérése a célrendszerre mutat. Az IP saját címzési rendszert használ, amely teljesen független a link-layer címektől. Az IP-hálózaton minden számítógéphez manuálisan vagy automatikusan hozzárendelnek egy 32 bites adatot IP-cím, amely magát a számítógépet és a hálózatot is azonosítja, amelyen található. Az IPX-ben egy hardvercímet használnak magának a számítógépnek az azonosítására, ezen kívül egy speciális címet használnak a hálózat azonosítására, amelyen a számítógép található. A NetBEUI megkülönbözteti a számítógépeket a telepítés során az egyes rendszerekhez rendelt NetBIOS nevek alapján.

Töredezettség

A hálózati rétegbeli datagramoknak több hálózaton kell áthaladniuk úti céljuk felé, és szembe kell nézniük a különféle kapcsolati rétegbeli protokollok sajátos tulajdonságaival és korlátaival. Az egyik ilyen korlátozás a protokoll által megengedett maximális csomagméret. Például egy Token Ring keret mérete legfeljebb 4500 bájt, míg az Ethernet keretek 1500 bájt méretűek lehetnek. Amikor egy Token Ring hálózatban generált nagy datagramot továbbítanak egy Ethernet hálózatra, a hálózati réteg protokollnak több, legfeljebb 1500 bájt méretű töredékre kell törnie. Ezt a folyamatot ún töredezettség(töredezettség). A töredezettségi folyamat során a hálózati réteg protokoll töredékekre bontja a datagramot, amelyek mérete megfelel a használt adatkapcsolati réteg protokoll képességeinek. Minden egyes töredék független csomaggá válik, és folytatja útját a célhálózati rétegrendszer felé. A forrás datagram csak akkor jön létre, ha az összes töredék elérte a célt. Előfordul, hogy a célrendszer felé vezető úton azokat a töredékeket, amelyekre a datagram feltörik, újra kell töredezni.

útvonalválasztás

útvonalválasztás Az útválasztás az a folyamat, amely során kiválasztják a leghatékonyabb útvonalat az interneten a datagramok küldő rendszertől a fogadó rendszer felé történő továbbításához. Az olyan összetett hálózatokban, mint az internet vagy a nagyvállalati hálózatok, gyakran több út vezet egyik számítógépről a másikra. A hálózattervezők szándékosan hoznak létre redundáns linkeket, hogy a forgalom akkor is megtalálja az utat a cél felé, ha az egyik útválasztó meghibásodik. Az útválasztókat az internet részét képező egyes LAN-ok csatlakoztatására használják. Az útválasztó célja, hogy fogadja a bejövő forgalmat az egyik hálózatról, és továbbítsa azt egy másik rendszerhez. Az internetes hálózatokon kétféle rendszer létezik: terminál(végrendszerek) és közbülső(köztes rendszerek). A végrendszerek a csomagok feladói és fogadói. A router egy köztes rendszer. A végrendszerek az OSI modell mind a hét rétegét használják, míg a köztes rendszerekre érkező csomagok nem emelkednek a hálózati réteg fölé. Ott az útválasztó feldolgozza a csomagot, és leküldi a veremben, hogy továbbítsa a következő célrendszerhez (1.11. ábra).

Ahhoz, hogy a csomagot megfelelően irányítsák a célhoz, az útválasztók hálózati információkat tartalmazó táblázatokat tárolnak a memóriában. Ezeket az információkat az adminisztrátor manuálisan beírhatja, vagy speciális protokollok segítségével automatikusan begyűjtheti más útválasztóktól. Egy tipikus útválasztási táblázat egy másik hálózat címét és annak az útválasztónak a címét tartalmazza, amelyen keresztül a csomagoknak az adott hálózatba kell eljutniuk. Ezenkívül az útválasztási tábla elem tartalmazza útvonal mérőszáma - hatékonyságának feltételes értékelése. Ha egy rendszerhez több útvonal is kapcsolódik, a router kiválasztja a leghatékonyabbat, és elküldi a datagramot az adatkapcsolati rétegnek, hogy továbbítsa a táblázatbejegyzésben megadott, a legjobb mérőszámmal rendelkező útválasztóhoz. Nagy hálózatokban az útválasztás szokatlanul bonyolult folyamat lehet, de legtöbbször automatikusan és a felhasználó észrevétlenül történik.

Transport Layer Protocol Identification

Ahogy a kapcsolati réteg fejléce határozza meg az adatokat előállító és továbbító hálózati réteg protokollt, a hálózati réteg fejléce arról a szállítási réteg protokollról tartalmaz információkat, amelyből az adatokat fogadták. Ezen információk alapján a fogadó rendszer továbbítja a bejövő datagramokat a megfelelő szállítási réteg protokollhoz.

Szállítási réteg

Protokollok által végrehajtott funkciók szállítás(közlekedési) réteg, kiegészíti a hálózati réteg protokollok funkcióit. Az adatátvitelre használt szintek protokolljai gyakran egy összefüggő párt alkotnak, ahogy az a TCP/IP példáján is látható: a TCP protokoll a szállítási rétegben, az IP a hálózati rétegben működik. A legtöbb protokollcsomag két vagy több szállítási rétegbeli protokollal rendelkezik, amelyek különböző funkciókat látnak el. A TCP alternatívája az UDP (User Datagram Protocol). Az IPX protokollcsomag több szállítási rétegbeli protokollt is tartalmaz, köztük az NCP-t (NetWare Core Protocol) és az SPX-et (Sequenced Packet Exchange). Az adott halmazból származó szállítási réteg protokollok közötti különbség az, hogy egyesek kapcsolatorientáltak, mások pedig nem. Protokollt használó rendszerek kapcsolat orientált(kapcsolat-orientált), az adatok továbbítása előtt üzeneteket cserélnek, hogy kommunikációt létesítsenek egymással. Ez biztosítja, hogy a rendszerek be legyenek kapcsolva és használatra készek. A TCP protokoll például kapcsolatorientált. Amikor böngészővel csatlakozunk egy internetes szerverhez, a böngésző és a szerver először egy ún háromlépcsős kézfogás(háromirányú kézfogás). A böngésző csak ezt követően továbbítja a kívánt weboldal címét a szervernek. Amikor az adatátvitel befejeződött, a rendszerek ugyanazt a kézfogást hajtják végre a kapcsolat megszakításához. Ezenkívül a kapcsolatorientált protokollok további műveleteket hajtanak végre, például csomagnyugtázó jelet küldenek, adatokat szegmentálnak, vezérlik az áramlást, valamint észlelik és kijavítják a hibákat. Az ilyen típusú protokollokat általában olyan nagy mennyiségű információ átvitelére használják, amelyek egyetlen bitnyi hibát sem tartalmazhatnak, például adatfájlok vagy programok. A kapcsolatorientált protokollok további funkciói biztosítják a helyes adatátvitelt. Ezért gyakran nevezik ezeket a protokollokat megbízható(megbízható). A megbízhatóság ebben az esetben egy szakkifejezés, és azt jelenti, hogy minden továbbított csomagot ellenőriznek, hogy hibás-e, és minden egyes csomag kézbesítéséről a küldő rendszer értesítést kap. Ennek a protokolltípusnak a hátránya a két rendszer közötti jelentős mennyiségű vezérlőadatcsere. Először is további üzeneteket küldenek, amikor a kommunikáció létrejön és megszakad. Másodszor, a kapcsolatorientált protokollal a csomaghoz hozzáadott fejléc lényegesen nagyobb, mint egy kapcsolat nélküli protokoll fejléce. Például a TCP/IP protokoll fejléce 20 bájt, az UDP fejléc pedig 8 bájt. Jegyzőkönyv, nem kapcsolatorientált(kapcsolat nélküli), nem hoz létre kapcsolatot két rendszer között az adatátvitel előtt. A küldő egyszerűen továbbítja az információkat a célrendszernek, anélkül, hogy aggódna, hogy az készen áll-e az adatok fogadására, vagy egyáltalán létezik-e a rendszer. A rendszerek általában kapcsolat nélküli protokollokat, például UDP-t használnak a rövid tranzakciókhoz, amelyek csak kéréseket és válaszjeleket tartalmaznak. A vevőtől érkező válaszjel implicit módon átviteli nyugtázási jelként működik.

jegyzet A kapcsolatorientált és kapcsolat nélküli protokollok nem korlátozódnak a szállítási rétegre. Például a hálózati réteg protokolljai jellemzően nem kapcsolatorientáltak, mivel a kommunikációs megbízhatóságon alapulnak szállítóréteg.

A szállítási réteg protokolljai (valamint a hálózati és adatkapcsolati rétegek) általában magasabb rétegekből származó információkat tartalmaznak. Például a TCP és UDP fejlécek portszámokat tartalmaznak, amelyek azonosítják a csomagot kibocsátó alkalmazást és azt az alkalmazást, amelyhez a csomagot rendelték. Tovább ülés(session) szinten jelentős eltérés kezdődik a ténylegesen használt protokollok és az OSI modell között. Az alsóbb rétegekkel ellentétben nincsenek dedikált munkamenet-réteg-protokollok. Ennek a rétegnek a funkciói olyan protokollokba vannak integrálva, amelyek a reprezentatív és az alkalmazási réteg funkcióit is ellátják. A szállítás, a hálózat, az adatkapcsolat és a fizikai rétegek felelősek az adatok tényleges továbbításáért a hálózaton. A munkamenet és a magasabb szintek protokolljainak semmi köze a kommunikációs folyamathoz. A munkamenet réteg 22 szolgáltatást tartalmaz, amelyek közül sok meghatározza, hogyan történik az információcsere a hálózaton lévő rendszerek között. A legfontosabb szolgáltatások a párbeszédkezelés és a párbeszédek szétválasztása. A hálózaton lévő két rendszer közötti információcserét ún párbeszéd(párbeszéd). Párbeszéd menedzsment(dialógus vezérlés) abból áll, hogy meg kell választani a módot, amelyben a rendszerek üzeneteket váltanak. Két ilyen mód létezik: félduplex(kétirányú alternatív, TWA) és duplex(kétirányú szimultán, TWS). Félduplex módban a két rendszer tokeneket is továbbít az adatokkal együtt. Az információ csak olyan számítógépre vihető át, amely rendelkezik Ebben a pillanatban van egy jelző. Ezzel elkerülhető az üzenetütközések útközben. A duplex modell bonyolultabb. Nincsenek benne jelzők; mindkét rendszer bármikor, akár egyszerre is tud adatot továbbítani. Megosztó párbeszéd(dialógus elválasztás) az adatfolyamba való felvételből áll ellenőrzési pontok(ellenőrző pontok), amelyek lehetővé teszik két rendszer működésének szinkronizálását. A párbeszéd felosztásának nehézségi foka a végrehajtás módjától függ. Fél-duplex módban a rendszerek kis szinkronizálást hajtanak végre, amely üzenetek cseréjéből áll ellenőrzési pontok. Teljes duplex módban a rendszerek teljes szinkronizálást hajtanak végre a fő/aktív token használatával.

Vezetői szint

Tovább reprezentatív(prezentáció) szint egyetlen funkciót lát el: szintaxis fordítás között különféle rendszerek. Néha a hálózaton lévő számítógépek eltérő szintaxist használnak. A reprezentatív réteg lehetővé teszi számukra, hogy „megegyezzenek” egy közös szintaxisban az adatcseréhez. Amikor kapcsolatot hoz létre a prezentációs rétegen, a rendszerek üzeneteket cserélnek arról, hogy milyen szintaxisokkal rendelkeznek, és kiválasztják azt, amelyet a munkamenet során használni fognak. A csatlakozásban részt vevő mindkét rendszer rendelkezik absztraktszintaxis(absztrakt szintaxis) a kommunikáció „natív” formájuk. A különböző számítógépes platformok absztrakt szintaxisa eltérő lehet. A rendszerkoordinációs folyamat során egy közös átviteli szintaxisadat(átviteli szintaxis). Az átviteli rendszer absztrakt szintaxisát átalakítja adatátviteli szintaxissá, a fogadó rendszer pedig az átvitel befejeztével az ellenkezőjét teszi. Ha szükséges, a rendszer kiválaszthatja az adatátviteli szintaxist további funkciókat például adattömörítés vagy titkosítás.

Alkalmazási réteg

Az alkalmazási réteg az a belépési pont, amelyen keresztül a programok hozzáférnek az OSI-modellhez és a hálózati erőforrásokhoz. A legtöbb alkalmazási réteg protokoll hálózati hozzáférési szolgáltatásokat nyújt. Például a legtöbb levelezőprogram az SMTP-t (Simple Mail Transfer Protocol) használja üzenetek küldésére. Más alkalmazási réteg protokollok, mint például az FTP ( Fájl átvitel Protokoll) maguk is programok. Az alkalmazási réteg protokolljai gyakran tartalmaznak munkamenet- és bemutatóréteg-funkciókat. Ennek eredményeként egy tipikus protokollverem négy különálló protokollt tartalmaz, amelyek az alkalmazási, szállítási, hálózati és adatkapcsolati rétegekben működnek.

Az említett rendszer hétből áll az OSI modell rétegei. Mindegyik protokoll a saját rétegének protokolljaival működik együtt, egy réteg maga alatt vagy felett.

Minden szint egy adott adattípuson működik:

1. Fizikai - bit;
2. Csatorna - keret;
3. Hálózat - csomag;
4. Szállítás - szegmensek/datagramok;
5. Sessional - session;
6. Executive - flow;
7. Alkalmazás - adatok

OSI modellrétegek

Alkalmazási réteg ( alkalmazási réteg)

Ez a legfelső OSI hálózati modell réteg. Alkalmazási rétegnek is nevezik. A hálózattal való felhasználói interakcióhoz tervezték. A réteg lehetővé teszi az alkalmazások számára, hogy különféle hálózati szolgáltatásokat használjanak.

Funkciók:

• távoli hozzáférés;
• Postaszolgálat;
• kérések generálása a következő szintre ( bemutató réteg)

Hálózati réteg protokollok:

• BitTorrent
• HTTP
• SMTP
• SNMP
• TELNET

Bemutató réteg ( bemutató réteg)

Ez a második szint. Más néven végrehajtói szint. Protokollkonverzióra, valamint adatok kódolására és dekódolására tervezték. Ebben a szakaszban az alkalmazási rétegtől érkező kéréseket adatokká alakítják a hálózaton keresztüli továbbításhoz és fordítva.

Funkciók:

• adattömörítés/kitömörítés;
• adatkódolás/dekódolás;
• kérések átirányítása

Hálózati réteg protokollok:

• LPP
• NDR

Munkamenet szint ( munkamenet réteg)

Ez OSI hálózati modell réteg felelős a kommunikációs munkamenet fenntartásáért. Ennek a rétegnek köszönhetően az alkalmazások idővel kölcsönhatásba léphetnek egymással.

Funkciók:

• jogok biztosítása
• kapcsolat létrehozása/szüneteltetése/visszaállítása/megszakítása

Hálózati réteg protokollok:

• ISO-SP
• L2TP
• NetBIOS
• PPTP
• SMPP

Szállítási réteg ( szállítóréteg)

Ez a negyedik szint, ha felülről számolunk. Megbízható adatátvitelre tervezték. Az átvitel azonban nem mindig megbízható. Az adatcsomagok sokszorosítása és kézbesítésének elmaradása lehetséges.

Hálózati réteg protokollok:

• UDP
• SST
• RTP

Hálózati réteg ( hálózati réteg)

A OSI hálózati modell réteg felelős az adatátvitel legjobb és legrövidebb útvonalának meghatározásáért.

Funkciók:

• cím hozzárendelés
• ütközéskövetés
• útvonal meghatározása
• átkapcsolás

Hálózati réteg protokollok:

• IPv4/IPv6
  
• CLNP
• IPsec
• NYUGODJ BÉKÉBEN.
• OSPF

Link réteg ( Adatkapcsolati réteg)

Ez a hatodik szint, amely az azonos hálózati területen található eszközök közötti adattovábbításért felel.

Funkciók:

• Hardver szintű címzés
• hibakezelés
• hibajavítás

Hálózati réteg protokollok:

• CSÚSZÁS
• LAPD
• IEEE 802.11 vezeték nélküli LAN,
• FDDI
• ARCnet

Fizikai réteg ( fizikai réteg)

A legalacsonyabb és a legújabb OSI hálózati modell réteg. A fizikai/elektromos környezetben történő adatátvitel módjának meghatározására szolgál. Tegyük fel, hogy bármely webhely, például online kaszinóban játszani http://bestforplay.net ", valamilyen szerveren található, amelynek interfészei kábeleken, vezetékeken keresztül is továbbítanak valamilyen elektromos jelet.

Funkciók:

• az adatátvitel típusának meghatározása
• adatátvitel

Hálózati réteg protokollok:

• IEEE 802.15 (Bluetooth)
• 802.11 Wi-Fi
• GSMUm rádió interfész
• ITU és ITU-T
• EIARS-232

A 7 rétegű OSI modell táblázata

Annak érdekében, hogy új számítógépes hálózatokat hozzon létre (és frissítse a régit) anélkül, hogy a különféle hálózati eszközök kompatibilitásával és interakciójával kapcsolatos problémák merülnének fel, speciális szabványokat fejlesztettek ki - hálózati modelleket. Különféle hálózati modellek léteznek, de a leggyakoribbak és általánosan elfogadottak: az OSI és a . Ezek a modellek a hálózat rétegekre osztásának elvén alapulnak.

OSI referencia modell

A LAN, MAN és WAN hálózatok fejlesztésének kezdeti szakasza sok tekintetben kaotikus volt. Az 1980-as évek elején a hálózatok mérete és száma meredeken nőtt. Ahogy a vállalatok felismerték, hogy a hálózati technológiák használatával jelentős pénzt takaríthatnak meg és növelhetik a hatékonyságot, új hálózatokat hoztak létre és bővítették a meglévőket, amint új hálózati technológiák és új berendezések jelentek meg.

A 80-as évek közepére azonban ugyanezek a cégek nehézségekbe ütköztek a már meglévő bővítésük során meglévő hálózatok. Különböző specifikációkat használó és megvalósított hálózatok különböző utak, egyre nehezebb lett kommunikálni egymással. Azok a cégek, amelyek ebbe a helyzetbe kerültek, először jöttek rá, hogy el kell hagyni a használatot szabadalmazott hálózati rendszerek.

Az inkompatibilis hálózatok és egymással való kommunikációs képtelenség problémájának megoldására a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) különféle hálózati sémákat fejlesztett ki, mint például a DECnet, a Systems Network Architecture (SNA) és a TCP protokoll verem. Az ilyen sémák létrehozásának célja az volt, hogy minden felhasználó számára közös szabályrendszert dolgozzanak ki a hálózatok működtetésére. A kutatás eredményeként az ISO olyan hálózati modellt fejlesztett ki, amely segítheti a berendezésgyártókat egymással kompatibilis és sikeresen együttműködő hálózatok létrehozásában. Egy összetett hálózati kommunikációs probléma kisebb feladatokra bontásának folyamata egy autó összeszerelésének folyamatához hasonlítható.
Az autók tervezésének, gyártásának és összeszerelésének folyamata egészében véve nagyon összetett. Nem valószínű, hogy lenne olyan szakember, aki az összes szükséges feladatot meg tudná oldani az autó összeszerelésénél: véletlenszerűen kiválasztott alkatrészekből összeszerelne egy autót, vagy mondjuk
a végtermék közvetlenül vasércből történő előállítása során. Emiatt a tervezőmérnökök részt vesznek az autó tervezésében, az öntödei mérnökök az alkatrészek öntésére szolgáló formákat, az összeszerelő mérnökök és a technikusok pedig az alkatrészek és az autó összeszerelésével kész alkatrészekből.

OSI referencia modell (OSI referencia modell), amelyet 1984-ben hirdettek ki, az ISO szervezet által létrehozott leíró séma volt. Ez a referenciamodell egy sor szabványt biztosított a berendezésgyártók számára, amelyek nagyobb interoperabilitást és hatékonyabb interoperabilitást tettek lehetővé a világ számos vállalata által gyártott különféle hálózati technológiák és berendezések között.
Az OSI referenciamodell a használt elsődleges modell
a hálózati kommunikáció alapjai.
Bár léteznek más modellek is, a legtöbb berendezésgyártó ill szoftver az OSI referenciamodelljére hagyatkozni, különösen akkor, ha a felhasználókat termékeikre kívánják tanítani. Az OSI referenciamodellt jelenleg a legjobb elérhető eszköznek tekintik a hálózatok működésének, valamint a hálózaton keresztüli adatküldés és -fogadás mechanizmusainak megtanítására.

Az OSI referenciamodell meghatározza az egyes rétegei által végrehajtott hálózati funkciókat. Ennél is fontosabb, hogy alapot ad annak megértéséhez, hogy az információ hogyan áramlik a hálózaton keresztül. Ezenkívül az OSI-modell leírja, hogy az információk vagy adatcsomagok hogyan mozognak a programoktól az alkalmazásokig (például táblázatok vagy szövegszerkesztők) hálózati átviteli közegen (például vezetéken) keresztül más programokhoz"a hálózat másik számítógépén futó alkalmazásokhoz, még akkor is, ha a küldő és a címzett különböző típusokátviteli közeg.

Az OSI hálózati modell rétegei (más néven OSI referenciamodell)

Az OSI hálózati modell hét számozott fóliát tartalmaz, amelyek mindegyike végrehajtja a sajátját speciális funkciók online.

• 7. szint- alkalmazási szint.
• 6. szint- adatmegjelenítés szintje.
• 5. szint- munkamenet szint.
• 4. szint- szállítási szint.
• 3. szint- hálózati szint.
• 2. szint- csatorna szint.
• 1. szint- fizikai szinten.

Az OSI hálózati modell rétegdiagramja

A hálózat által végzett funkcióknak ezt a felosztását rétegzésnek nevezzük. A hálózat hét rétegre osztása a következő előnyökkel jár:

• a hálózati kommunikációs folyamat kisebb és egyszerűbb szakaszokra oszlik;
• a hálózati összetevők szabványosak, ami lehetővé teszi a különböző gyártók berendezéseinek használatát és támogatását a hálózaton;
• az adatcsere folyamatának szintekre történő felosztása lehetővé teszi a közötti kommunikációt különféle típusok hardver és szoftver;
• az egyik szinten bekövetkezett változások nem befolyásolják a többi szintek működését, ami lehetővé teszi új szoftver- és hardvertermékek gyors fejlesztését;
• A hálózati kommunikáció komponensekre oszlik kisebb méret, ami megkönnyíti a tanulást.

Az OSI hálózati modell rétegei és funkcióik

Az adatcsomagok hálózaton keresztüli továbbításához a feladótól a címzetthez az OSI-modell minden rétegének saját funkciókészletét kell végrehajtania. Ezeket a funkciókat az alábbiakban ismertetjük.

7. réteg: Alkalmazási réteg

Alkalmazási réteg a legközelebb van a felhasználóhoz, és szolgáltatásokat nyújt az alkalmazásaihoz. Abban különbözik a többi rétegtől, hogy nem nyújt szolgáltatásokat más rétegeknek; ehelyett csak olyan alkalmazások számára nyújt szolgáltatásokat, amelyek kívül esnek az OSI referenciamodelljén. Ilyen alkalmazások például a táblázatok (pl. Excel program) vagy szövegszerkesztők (például Word). Az alkalmazási réteg meghatározza a kommunikációs partnerek egymás közötti elérhetőségét, valamint szinkronizálja a kommunikációt és megállapodást köt az adatok helyreállítási eljárásairól hiba esetén és adatintegritási eljárásokban. A hetedik rétegbeli alkalmazások példái közé tartoznak a protokollok TelnetÉs HTTP.

6. réteg: Adatmegjelenítési réteg

Feladat bemutató réteg célja annak biztosítása, hogy az egyik rendszer (a küldő) által küldött alkalmazási réteg információit egy másik rendszer alkalmazási rétege (a címzett) is elolvashassa. Ha szükséges, a prezentációs réteg átalakítja az adatokat a számos meglévő formátum egyikébe, amelyeket mindkét rendszer támogat. Ennek a rétegnek egy másik fontos feladata az adatok titkosítása és visszafejtése. A tipikus hatodik szintű grafikus szabványok a PICT, TIFF és JPEG. Példák a referenciamodell hatodik szintű szabványaira, amelyek leírják az audio és videó megjelenítési formátumát, a MIDI és MPEG szabványok.

5. szint: Munkamenet szintje

Ahogy ennek a szintnek a neve is mutatja, munkamenet réteg kommunikációs munkamenetet hoz létre, kezel és szüntet meg két munkaállomás között. A munkamenet réteg biztosítja szolgáltatásait a bemutató réteg számára. Szinkronizálja a párbeszédet a két rendszer prezentációs rétegei között, és kezeli az adatcserét. Amellett, hogy fő állandó funkció- menedzsment, a kommunikációs munkamenet szintje biztosítja hatékony átvitel adatok, a szükséges szolgáltatási osztály, és figyelmeztet, ha problémák vannak a munkamenetben, a bemutatóban vagy az alkalmazási rétegekben. Az 5. rétegbeli protokollok példái közé tartozik a hálózat fájlrendszer(Hálózati fájlrendszer – NFS), X-Window rendszer és AppleTalk Session Protocol (ASP).

4. réteg: szállítási réteg

Szállítási réteg szegmentálja az adóállomás adatait, és a vevő oldalon újra összeállítja egy egésszé. A szállítási réteg és a munkamenet réteg közötti határ az alkalmazási protokollok és az adatprotokollok közötti határvonalnak tekinthető. Míg az alkalmazás, a prezentáció és a munkamenet réteg a futó alkalmazásokhoz kapcsolódó kommunikációs szempontokkal foglalkozik, az alsó négy réteg az adatok hálózaton keresztüli szállításával foglalkozik. A szállítási réteg úgy próbálja meg az adatátviteli szolgáltatást nyújtani, hogy az adatátviteli folyamat részleteit elrejtse a felsőbb rétegek elől. A szállítási réteg feladata különösen a megbízható adatátvitel biztosítása két munkaállomás között.
A kommunikációs szolgáltatás nyújtásakor a szállítási réteg szükség szerint létrehozza, karbantartja és leállítja a virtuális áramköröket. Az átviteli hiba észlelése és ellenőrzése a szállítási szolgáltatás megbízhatóságának biztosítására szolgál. információáramlások. A 4. rétegbeli protokollok példái közé tartozik a Transmission Control Protocol (TCP), a User Datagram Protocol (UDP) és a Sequenced Packet Exchange (SPX).

3. réteg: Hálózati réteg

Hálózati réteg egy komplex szint, amely két munkaállomás útvonalválasztását és összekapcsolását biztosítja, amelyek egymástól földrajzilag távol eső hálózatokban helyezkedhetnek el. Ezenkívül a hálózati réteg megoldja a logikai címzési problémákat. A 3. rétegbeli protokollok közé tartozik például az Internet Protocol (IP), az Internet Packet Exchange (IPX) és az AppleTalk.

2. réteg: Linkréteg

Adatkapcsolati réteg megbízható adatátvitelt biztosít fizikai csatornán keresztül. Az adatkapcsolati réteg ugyanakkor megoldja a fizikai (a logikaival szemben) címzés, a hálózati topológia elemzés, a hálózati hozzáférés, a hibaértesítés, a keretek rendezett kézbesítésének és az áramlásszabályozásnak a problémáit.

1. réteg: Fizikai réteg

Fizikai réteg Elektromos, eljárási és funkcionális specifikációkat határoz meg a végrendszerek közötti fizikai kapcsolatok engedélyezésére, karbantartására és letiltására. A fizikai réteg specifikációi meghatározzák a feszültségszinteket, a feszültségváltozások időzítését, a fizikai adatsebességet, a maximális átviteli tartományt, a fizikai kapcsolatokat és más hasonló paramétereket.

P.S. Nem hiába tekintik referenciamodellnek az OSI hálózati modellt, mert... lehetővé teszi a különféle hálózati technológiák szabványosítását, biztosítja a hálózati eszközök és alkalmazások különböző szintű interakcióját. A szintekre való felosztás világos megértése teljes megértést ad a munkaszervezésről számítógépes hálózatok. Ha most valami nem világos, akkor most pótolni kell ezt a hiányt, mert bonyolultabb dolgokat megtanulni nagyon nehéz lesz.
A gyakorlatban egy egyszerűbbet használnak, amelynek 4 szintje van.