Модель OSI

В начале 80-х международная организация по стандартизации ISO разработала эталонную модель OSI в качестве модели для архитектуры компьютерных протоколов. Разработчики модели OSI предполагали, что эта модель и протоколы, разрабатываемые в ее рамках, будут доминировать в компьютерной связи и в конце концов вытеснят конкурирующие модели, такие как TCP/IP. Этого не произошло. Хотя в контексте OSI было создано много полезных протоколов, сама модель не получила всеобщего признания. Напротив, доминирующей стала именно TCP/IP. Причина была в том, что на момент разработки OSI аналогичные протоколы TCP/IP были работоспособными и отлаженными. Тем не менее, рассмотрение этой модели важно для понимания общих принципов многоуровневого подхода, к тому-же, различия с TCP/IP в составе и особенностях протоколов – тема для более углубленного курса и в наши планы не входит. Кратко эти различия рассмотрим дальше.

Полное описание модели OSI занимает примерно 1000 страниц текста. Вкратце: в модели OSI семь уровней взаимодействия: прикладной, представительный сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей, к тому же, приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели.

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например, к файловой службе. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата. Обычно сообщение состоит из заголовка и поля данных. В заголовке – служебная информация, которую нужно передать прикладному уровню адресата, чтобы сообщить ему, какую работу нужно выполнить (например, о месте нахождения файла и о типе операции, которую необходимо над ним выполнить). Поле данных может быть пустым или содержать данные, например, те, которые нужно записать в удаленный файл. Но для того, чтобы доставить эту информацию по назначению, предстоит решить еще много задач, ответственность за которые лежит на нижних уровнях.

После формирования сообщения прикладной уровень направляет его вниз по стеку. Протокол представительного уровня добавляет собственную служебную информацию, в котором содержатся указания для представительного протокола машины-адресата. Получившееся сообщение передается вниз сеансовому уровню, который, в свою очередь, добавляет свой заголовок и т.д. Некоторые протоколы помещают служебную информацию не только в начале сообщения, но и в виде т.н. «концевика». Наконец, сообщение достигает нижнего, физического уровня, который собственно и передает его по линиям связи машине-адресату. К этому моменту сообщение «обрастает» заголовками всех уровней.

Когда сообщение по сети поступает на машину-адресат, оно принимается ее физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняет свои функции, удаляет свой заголовок и передает оставшееся сообщение (которое для этого уровня трактуется как поле данных) протоколу наверху.