Канальный уровень модели OSI

Канальный уровень (уровень связи по данным). Протоколы этого уровня определяют следующие функции:

1. Проверяют доступность среды передачи, поскольку в некоторых сетях, в которых линии связи используются попеременно парой взаимодействующих компьютеров, среда передачи может быть занята.

2. Реализуют механизмы обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в логические группы, называемые кадрами (фреймами).

3. Канальный уровень обеспечивает корректность передачи кадров, помещая для выделения каждого кадра последовательность бит в его начало и конец, вычисляется контрольная сумма, обрабатывая все байты кадра, которая добавляется в кадр. Ключевое слово, ассоциируемое с канальным уровнем, – кадр (фрейм).

Канальный уровень подразделяется на два функциональных подуровня:

1. Управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).

2. Управление логическим соединением (Logical Link Control, LLC).

Подуровень MAC лежит между физическим уровнем и подуровнем LLC. Физический адрес – это адрес, который однозначно определяет устройство в сети и, как правило, этот адрес называется MAC-адресом. Изготовитель устройства (сетевой карты, интерфейсной карты) присваивает этот адрес устройству. MAC-адрес представляет собой шестибайтовое слово, каждый байт которого представляется в 16-ричной системе исчисления (02:AE:FF:D1:B2:12). На компьютере, на котором установлена сетевая карта в случае установки ОС Windows перейдя в режим командной строки и набрав ipconfig/all, можно посмотреть прописанные на карте MAC-адрес и не только. Физические адреса используются для идентификации сетевых устройств отправки и назначения каждого кадра с данными.

Протоколы подуровня LLC определяют:

1. Услуги связи. Какими услугами связи пользуются процессы: ориентированные на соединение или без установки соединения.

2. Контроль ошибок (надежность). Включает протокол обращения с пропавшими кадрами, повторную передачу кадров и т.д.

3. Синхронизация кадров. Как из данных формируется кадр и где любой кадр начинается и заканчивается.

В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых карт и их драйверов.

Сетевой уровень модели OSI.

Сетевой уровень служит для объединения нескольких сетей в составные сети. При этом сети могут использовать различные принципы передачи блоков данных между конечными узлами и обладать произвольной структурой связи. Сети соединяются между собой специальными устройствами – маршрутизаторами. Маршрутизатор – это устройство, которое собирает информацию от топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для того чтобы передать пакет сетевого уровня от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, необходимо совершить некоторое количество транзитивных передач между сетями. Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, через которые проходят пакеты. Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией. Решение этой проблемы – одна из главных задач сетевого уровня. Т.е. требуется выбрать в каком-то смысле удачный маршрут передачи пакета. Сетевой уровень решает также задачи согласования, создание барьеров на пути нежелательного трафика между сетями (фильтрация трафика). Примерами протоколов сетевого уровня является протокол межсетевого взаимодействия IP стека протокола TCP/IP, а также протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека протоколов Novell. Ключевое слово сетевого уровня – маршрутизация.

Транспортный уровень модели OSI.

На пути от отправителя к получателю блоки передаваемых данных могут быть искажены или утеряны. Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням стека (прикладному и сеансовому) передачу с той степени надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет ряд класса услуг, предоставляемых транспортным уровнем. Эти услуги отличаются качеством, срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов. Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются программными средствами конечных узлов сети – компьютерами, а точнее компонентами сетевых ОС, установленных на них. В качестве примера транспортных протоколов приведем протоколы TCP и UDP из стека TCP/IP, а также протокол SPX из стека протоколов Novell.

Сеансовый уровень модели OSI.

Процессы этого уровня устанавливают, поддерживают и разрывают соединения. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, часто функции этого уровня объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Уровень представления данных модели OSI.

Процессы этого уровня являются единственными сетевыми процессорами, которые на самом деле преобразуют данные. Процесс преобразования может включать в себя форматирование, сжатие и кодирование данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных. Это обеспечивает секретность обмена данными сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол SSL (Secure Sockets Layer — уровень защищённых сокетов), обеспечивающий секретный обмен сообщениями для протоколов уровня приложений стека TCP/IP. С этим уровнем лучше всего ассоциировать термин формата (format).