Базовая модель взаимодействия открытых систем OSI

Семиуровневая модель взаимосвязи открытых систем (Open System Interconnection, OSI) введена ISO (International Standard Organization) для описания способов коммуникации систем.

Модель определяет задачи каждого уровня. Внутри каждой системы взаимодействие идет между уровнями по вертикали. Межсистемное взаимодействие логически происходит по горизонтали между соответствующими уровнями. Реально же из-за отсутствия непосредственных горизонтальных связей производится спуск до нижнего уровня в источнике, связь через физическую среду и подъем до соответствующего уровня в приемнике информации.

7. Прикладной уровень (Application Layer) - высший уровень модели. Примеры задач: передача файлов, электронная почта, управление сетью.

Примеры протоколов прикладного уровня:

NICE (Network Information and Control Exchange), обеспечивающий наблюдение и управление сетью;

FTAM (File Transfer, Access and Management), обеспечивающий удаленное манипулирование файлами; FTP (File Transfer Protocol), обеспечивающий пересылку файлов;

Х.400 — передача сообщений и сервис электронной

СМIР (Common Management Information Protocol) — управление сетью в стандарте ISO;

SNMP (Simple Network Management Protocol) — управление сетью не в стандарте ISO;

TelNet — эмуляция терминала и удаленная регистрация (Remote Login).

6. Уровень представления данных (Presentation Layer) — преобразование кодов, кодовых таблиц, сжатие и распаковка данных.

5. Сеансовый уровень (Session Layer) обеспечивает синхронизацию и корректную передачу пакетов в сетевом диалоге, а также надежность соединения до конца сеанса.

Примеры протоколов сеансового уровня:

NetBIOS (Network Basic Input/Output System) — именование узлов, негарантированная доставка коротких сообщений без установления соединений, установление виртуальных соединений и гарантированная доставка сообщений, общее управление. Протокол реализует задачи 5, 6 и 7 уровней, различные реализации могут не быть совместимыми с оригинальной разработкой IBM.

NetBEUI (Network Basic Extended User Interface) — реализация и расширение NetBIOS фирмой Microsoft.

4. Транспортный уровень (Transport Layer) отвечает за передачу данных между процессами с заданным уровнем качества (скорость и уровень достоверности). На этом уровне данные частями помещаются в нумерованные пакеты и посылаются в нижестоящие уровни. На приемной стороне анализируются номера принимаемых пакетов и их содержимое в должном порядке собирается и передается в вышестоящие уровни.

Уровень является пограничным и связующим между верхними уровнями, сильно зависящими от приложений, и нижними (Subnet Layers — уровни, стоящие ниже транспортного), привязанными к конкретной сети. Относительно этой границы определяются Intermediate Systems (IS) — промежуточные устройства, обеспечивающие передачу пакетов между источником и получателем с использованием нижних уровней, и End Systems (ES) — конечные устройства, работающие на верхних уровнях.

Нижние уровни могут обеспечивать или не обеспечивать надежную передачу (Reliably service), при которой получателю вручается безошибочный пакет или отправитель получает уведомление о невозможности передачи. Сервис нижних уровней может быть ориентирован на установление соединения (Connection oriented). При этом в начале связи устанавливается соединение между источником и приемником, передача осуществляется без нумерации пакетов, поскольку каждый из них идет за предшественником по тому же пути. По окончании передачи соединение разрывается.

Связь без установления соединения (Connectionless) требует нумерации пакетов, поскольку они могут теряться, повторяться, приходить не по порядку.

Примеры протоколов транспортного уровня (зависят от сервиса нижних уровнен):

ТРО...ТР4 (Transport Protocol Class О...4) — классы протоколов модели OSI, ориентированные на различные виды сервиса нижних уровней;

TCP (Transmission Control Protocol) — протокол UNIX-сетей с установлением соединения;

UDP (User Datagramm Protocol) — протокол UNIX-сетей без установления соединения;

SPX (Sequenced Packet Exchange) — протокол Novell NetWare с установлением соединения.

3. Сетевой уровень (Network Layer), или пакетный уровень (Packet Layer). Задачи уровня:

• определение адресов, трансляция физических и сетевых адресов, обеспечение межсетевого взаимо-

• поиск пути от источника к получателю или между двумя промежуточными устройствами;

• установление и обслуживание логической связи между узлами для установления транспортной связи как ориентированной, так и не ориентированной на соединение. Примеры протоколов сетевого уровня:

АRР (Address Resolution Protocol) преобразует аппаратные адреса в сетевые:

IPX (Internetwork Packet Exchange) — базовый протокол NetWare, отвечающий за адресацию и маршрутизацию пакетов, обеспечивающий сервис для SPX;

IP (Internet Protocol) — протокол доставки дейтаграмм UNIX-сетей.

2. Канальный уровень (Data Link Layer) обеспечивает формирование фреймов (Frames) — кадров, передаваемых через физический уровень к получателю. IEEE ввел деление канального уровня на два подуровня (Sublayers):

LLC (Logical-Link Control) — управление логической связью, обеспечивает интерфейс с сетевым уровнем;

MAC (Media Access Control) — управление доступом к среде, осуществляет доступ к уровню физического кодирования и передачи сигналов;

Архитектура сети (Ethernet, ARCnet, Token Ring, FDDI) охватывает канальный и физический уровень модели.

1. Физический уровень (Physical Layer) — нижний уровень, обеспечивает физическое кодирование бит кадра в электрические (оптические) сигналы и передачу их по линиям связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение контактов и формат физических сигналов.

Примеры спецификации физического уровня:

IEEE 802.3 — определение разновидности Ethernet:

IEEE 802.5 — определение физического подключения для Token Ring.

В реальных сетях далеко не всегда удается практическое разделение систем на уровни модели ISO с возможностью обращения приложении к каждому из них, однако соотнесение функциональных модулей с уровнями модели помогает осмыслить возможности взаимосвязи разнородных систем.