Эталонная семиуровневая модель обмена информацией в сети.7, 6 и 5 уровни

В настоящее время наибольшее распространение получила так называемая эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI (Open System Interchange). Под термином "открытая система" понимается не замкнутая в себе система, имеющая возможность взаимодействия с другими системами (в отличие от закрытой системы).

Модель OSI была предложена Международной организацией стандартов ISO (International Standards Organization) в 1984 году. С тех пор ее используют (более или менее строго) все производители сетевых продуктов.

Все сетевые функции в модели разделены на 7 уровней.

Вышестоящие уровни выполняют более сложные, глобальные задачи, для чего используют в своих целях нижестоящие уровни, а также управляют ими. Цель нижестоящего уровня – предоставление услуг вышестоящему уровню, причем вышестоящему уровню не важны детали выполнения этих услуг. Нижестоящие уровни выполняют более простые и конкретные функции.

В идеале каждый уровень взаимодействует только с теми, которые находятся рядом с ним (выше и ниже него). Верхний уровень соответствует прикладной задаче, работающему в данный момент приложению, нижний – непосредственной передаче сигналов по каналу связи.

Модель OSI относится не только к локальным сетям, но и к любым сетям связи между компьютерами или другими абонентами.

В частности, функции сети Интернет также можно поделить на уровни в соответствии с моделью OSI. Принципиальные отличия локальных сетей от глобальных, с точки зрения модели OSI, наблюдаются только на нижних уровнях модели.

Данные, которые необходимо передать по сети, на пути от верхнего (7-го) уровня до нижнего (1-го) проходят процесс инкапсуляции.

Каждый нижеследующий уровень не только производит обработку данных, приходящих с более высокого уровня, но и снабжает их своей служебной информацией, располагающуюся как до данных (заголовок), так и после них (трейлер).

Такой процесс обрастания служебной информацией продолжается до последнего (физического) уровня. На физическом уровне вся эта многооболочечная конструкция передается по кабелю приемнику.

При инкапсуляции доля вспомогательной информации в пакетах возрастает с каждым следующим уровнем, что снижает эффективную скорость передачи данных. Для увеличения этой скорости предпочтительнее, чтобы протоколы обмена были проще, и уровней этих протоколов было меньше.

В приемном устройстве осуществляется обратный процесс распаковки данных, который называется декапсуляцией пакетов. То есть при передаче на вышестоящий уровень убирается одна из оболочек пакета.

Верхнего 7-го уровня достигают уже данные, освобожденные от всех оболочек, то есть от всей служебной информации нижестоящих уровней.

При этом каждый уровень принимающего абонента производит обработку данных, полученных с нижеследующего уровня в соответствии с убираемой им служебной информацией.

Рассмотрим подробнее функции разных уровней.

l Прикладной (7) уровень (Application Layer) или уровень приложений обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие сетевые приложения пользователя, например, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере.

Этот уровень управляет всеми остальными шестью уровнями. Например, если пользователь работает с электронными таблицами Excel и решает сохранить рабочий файл в своей директории на сетевом файл-сервере, то прикладной уровень обеспечивает перемещение файла с рабочего компьютера на сетевой диск прозрачно для пользователя.

l Представительский (6) уровень (Presentation Layer) или уровень представления данных определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для сети, то есть выполняет функцию переводчика. Здесь же производится шифрование и дешифрирование данных, а при необходимости – и их сжатие.

Выше этого уровня поле данных сообщения имеет явную смысловую форму; ниже этого уровня поле данных сообщений и пакетов рассматривается как передаточный груз и их смысловое значение не влияет на обработку

Стандартные форматы существуют для текстовых файлов (ASCII, EBCDIC, HTML), звуковых файлов (MIDI, MPEG, WAV), рисунков (JPEG, GIF, TIFF), видео (AVI). Все преобразования форматов делаются на представительском уровне. Если данные передаются в виде двоичного кода, то преобразования формата не требуется.

l Сеансовый (5) уровень (Session Layer) управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает соединение) двух приложений разных абонентов сети. Этот уровень предусматривает три режима установки сеансов: симплексный, полудуплексный и полнодуплексный.

Сеанс создается по запросу приложения абонента-передатчика, но начаться он может только в том случае, если приложение абонента-приемника активно и согласно связаться. Любой пользователь, введя имя и пароль и вошедший в сеть, создает сеанс.

Сеансовый уровень может вставлять в поток данных специальные контрольные точки, которые позволяют контролировать процесс передачи при разрыве связи.

Этот уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.