Модель OSI

У зв’язку з бурхливим розвитком комп’ютерних мереж міжнародною організацією із стандартизації було проведено дослідні роботи , в основі яких лежали різні типи мереж, що існували на той час. В результаті досліджень було сформовано реферативну (описову) модель між мережевих з’єднань (Open System Interconnect ) – OSI , відому також як стандарт 7498 ISO. В даній моделі було сформовано сім рівнів. Кожен із рівнів виділений таким чином, щоб найкраще описати відповідні функції. В реальному житті існуючі моделі відрізняються кількістю рівнів, функціями окремих рівнів, але в цілому вони використовують описи рівнів моделі OSI групуючи їх у відповідності з потребами.

Рівні моделі OSI номеруються знизу вверх.
7. Аррlication - прикладний рівень
6. Presentasion - рівень відображення або представлення
5. Session - сесійний рівень
4. Transport - транспортний рівень
3. Network - мережевий рівень
2. Data Link - рівень передачі даних
1. Physical - фізичний рівень

Інформація рухається від прикладного рівня до фізичного, послідовно перетворюючись, на кожному рівні до інформації добавляється заголовок та хвіст, які дозволяють ідентифікувати інформацію рухаючись у зворотному напрямку.

На кожному із рівнів інформації працюють відповідні протоколи.

Протокол - це набір правил, який визначає поведінку об'єктів під час їхньої взаємодії. Об'єкти суміжних рівнів взаємодіють один з одним через спільну межу, яку називають інтерфейсом.

Інтерфейс (в даному випадку) - це межа між двома рівнями, яка має певні функціональні можливості. Для локалізації цих місць використовують поняття сервісного пункту доступу.

Взаємодія можлива тільки із суміжними рівнями і ніколи через рівень.

Рівні поділяють наступним чином:
Рівні 5-7 - рівні прикладних програм.
Рівні 1-4 - рівні мережі.

В рамках моделі OSI взаємодія двох систем представляється фактично у вигляді двох моделей - горизонтальної і вертикальної:

· в рамках горизонтальної моделі розглядається пряма взаємодія (обмін даними) однакових рівнів в двох кінцевих вузлах ; для організації такої взаємодії в кожній з кінцевих точок повинні підтримуватися однакові протоколи для даного рівня;

· у вертикальній моделі розглядається обмін інформацією (взаємодія) між сусідніми рівнями однієї системи з використанням інтерфейсів API; в цій моделі кожен рівень може надавати свої послуги вище розташованому рівню і користуватися послугами нижче розташованого рівня (крайні рівні моделі в цьому значенні представляють виключення - прикладний рівень надає свої послуги користувачу, а мережний рівень не користується сервісом інших рівнів)

Розглянемо детальніше характеристики рівнів.

Application (Прикладний рівень) - забезпечує різні форми взаємодії прикладних програм. Взаємодія програми також виконується за допомогою протоколів, вибір протоколу виконується динамічно за допомогою спеціального протоколу, який називається протоколом керування контекстом.

До числа найпоширеніших протоколів прикладного рівня відносяться:

· FTP - протокол копіювання файлів

· TFTP - спрощений протокол копіювання файлів

· X.400 - електронна пошта

· Telnet - віддалений доступ в мережу

· SMTP - протокол відправки поштових повідомлень

· CMIP - загальний протокол управління інформацією

· SNMP - простий протокол управління мережею

· NFS - мережна файлова система

· FTAM - метод доступу для копіювання файлів

Presentation ( Презентаційний рівень ) - даний рівень забезпечує перетворення інформації в загально прийнятий вигляд. Це пов'язано з тим, що різні програми на ПК можуть подавати інформацію в різних форматах. В такому випадку приймаючий ПК: програми на ньому можуть не зрозуміти прийняту інформацію.

Люба інформація, яка формується для передавання рівнем представлення має 2 аспекти: семантику і синтаксис. Семантика описує зміст повідомлення і є незмінною, а синтаксис може змінюватись.

Функції протоколів рівня:

o вибір потрібної форми відображення даних;

o перетворення даних;

o шифрування інформації.

На рівні представляения вам найбільш часто зустрічатимуться протоколи:

· DNS — протокол простору імен мережі.

· LDAP -

· NetBIOS/IP

Session ( Сесійний рівень ) - організовує діалогові сеанси між прикладними процесами. Ініціатором сеансу є прикладна програма, яка породжує запит. Сесійний рівень ініціює сеанс зв'язку.

Функції протоколів рівня:

o налагодження сполучення;

o обмін даними;

o керування взаємодією;

o повідомлення про надзвичайні ситуації;

o відображення сесійного зображення на транспортне;

o завершення сесійного сполучення.

При роботі можливий випадок коли декілька сесій працюють через один транспортний рівень і навпаки. Окрім того відслідковується успішність передачі інформації рівня представлення.

Transport ( Транспортний рівень ) - надає прикладним програмам сполучення через усі фізичні засоби мережі незалежно від реальної конфігурації цього сполучення. Таке сполучення називають наскрізним, воно також має бути прозорим, тобто незалежним від вищих рівнів.
Сервіси транспортного рівня відрізняються наступними параметрами:

o пропускна здатність

o час передавання

o час налагодження сполучень

o допустима ймовірність помилок

Функції транспортного рівня:

o налагодження та розірвання транспортних сполучень;

o керування послідовністю блоків;

o забезпечення цілісності даних;

o зчеплення блоків та сегментування;

o виявлення та виправлення помилок;

o вибір класу сервісу;

o передавання даних;

o мультиплексування та розщеплення сполучень.

Транспортний рівень передбачає налагодження транспортного сполучення (вибір класу, потреби мультиплексування), передача даних, завершення сполучення.

Найпоширеніші протоколи транспортного рівня включають:

· TCP - протокол управління передачею

· NCP - Netware Core Protocol

· SPX - впорядкований обмін пакетами

· TP4 - протокол передачі класу 4

Network ( Мережений рівень ) - виконує ретрансляцію даних через одну або декілька систем, забезпечує вибір кращого маршруту у фізичних засобах сполучення (маршрутизація – дані перетворюються в пакети і переправляються через середовища передачі даних оптимальним шляхом).
Функції протоколів:

o організація мережевих сполучень

o ідентифікація кінцевих точок сполучення

o передача пакетів даних

o виявлення помилок

o ліквідація мережевих сполучень

Найбільш часто на мережному рівні використовуються протоколи:

· IP - протокол Internet

· IPX - протокол міжмережевого обміну

· X.25 (частково цей протокол реалізований на рівні 2)

· CLNP - мережний протокол без організації з'єднань

Data Link (Рівень каналу даних) - призначений для передавання кадрів даних через одне сполучення. Тому на мережевому рівні типи фізичних сполучень, що розміщені нижче невідомі.
Функції протоколів:

o передавання блоків даних

o організація послідовності блоків

o виявлення та виправлення помилок

o керування потоком

o налагодження та розривання канальних сполучень

Канальний рівень забезпечує формування, передачу і прийом кадрів даних. Також на цьому рівні відбувається селекція, тобто серед прийнятих відбираються тільки ті кадри, які адресуються в конкретні системи.

Якщо ви, знаходячись в юрбі, хочете поговорити з певною людиною, ви повинні назвати її по імені, щоби привернути її увагу. Інакше ви ризикуєте бути просто не почутим. Те ж саме відбувається і мережі. Тільки замість імен для позначення комп’ютерів використовуються фізичні адреси. Фізична адреса - це унікальне шістнадцяткове або десяткове число, призначене для того, щоби відрізняти один вузол від іншого. Адреси даного типу розрізняються саме на рівні каналу даних.

Цей рівень обслуговує запити мережного рівня і використовує сервіс фізичного рівня для прийому і передачі пакетів. Специфікації IEEE 802.x ділять канальний рівень на два підрівні: управління логічним каналом (LLC) і управління доступом до середовища (MAC). LLC забезпечує обслуговування мережного рівня, а підрівень MAC регулює доступ до фізичного середовища.

Найбільш часто на канальному рівні використовуються протоколи:

• HDLC для послідовних з'єднань
• IEEE 802.2 LLC (тип I і тип II) забезпечують управління доступом (MAC) для середовищ 802.x
• Ethernet
• FDDI
• X.25
• Frame relay
• PPP

Physical ( Фізичний рівень ) - призначений для сполучення систем з фізичним середовищем. Він визначає механічні елементи, функціональні та процедурні характеристики, які описують доступ до фізичних сполучень.
Фізичне сполучення забезпечує прозорість, тобто передавання довільної послідовності біт. Є два типи фізичних сполучень: 1- двопунктове; 2- багатопунктове.
Функції фізичного рівня:

o налаштування постійних або тимчасових сполучень

o ідентифікація фізичних сполучень

o організація послідовного передавання

o повідомлення про розриви та збої

Фізичний рівень відповідає за підключення до фізичного середовища передачі (мідь, оптика. радіо). Цей рівень одержує кадри даних від канального рівня і перетворить їх в оптичні або електричні сигнали, відповідні значенням бітів в потоці даних. Ці сигнали посилаються через середовище передачі на приймальний вузол. На фізичному рівні визначаються властивості середовища передачі, включаючи:

· типи кабелів і роз'ємів

· розводку контактів в роз'ємах

· схему кодування сигналів для значень 0 і 1 (модуляція) .

До числа найпоширеніших специфікацій фізичного рівня відносяться:

· EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - механічні/електричні характеристики незбалансованого послідовного інтерфейсу.

· EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - механічні, електричні і оптичні характеристики збалансованого послідовного інтерфейсу.

· IEEE 802.3 -- CSMA/CD (Ethernet)

· IEEE 802.5 -- Token Ring

Література:

1. Буров Є. Комп’ютерні мережі. Львів: БаК, 1999.-468с.

2. Гук М. Аппаратние средства локальних сетей. Енциклопедия – СПб: Издательство “Питер” , 2000. – 576 с.

3. Тхір І.Л., Калушка В.П., Юзьків А.В. Посібник користувача ПК.- Тернопіль: Технічний коледж ТДТУ, 1999- с.564.

4. Олтри Терри Модернизация и ремонт сетей, 2-е изд. : Пер с англ.: Уч.пос. – М.:Издательский дом “Вильямс”, 2000. – 928с.

5. Крейг Хант Персональние компьютери в сетях ТСР/ІР : Пер. с англ. – К.: Издательская група BHV, 1997 – 384с.