Типовые уровни сетевой архитектуры.

Любая компьютерная сеть является одной из разновидностей распределенных открытых систем, преимуществом которых является возможность распараллеливания отдельных операций и, следовательно, возможность значительного повышения производительности и надежности всей системы в целом.

Для того чтобы любая компьютерная сеть эффективно работала, необходимо использовать одинаковую форму представления информации, передаваемой по сетевым каналам связи.

Для решения вопросов, связанных с единообразной формой представления информации была сформирована международная организация по стандартизации – ISO (International standard organization). Эта международная организация разработала базовую модель взаимодействия открытых систем – OSI (Open system interconnection). Эта модель содержит семь уровней взаимодействия (рис. 3.2.1).

Узел А		Узел В
Прикладной уровень	Виртуальное соединение	Прикладной уровень

Представительный уровень

Представительный уровень

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень

Транспортный уровень

Транспортный уровень

Сетевой уровень

Сетевой уровень

Канальный уровень

Канальный уровень

Физический уровень

Физическое соединение

Физический уровень

Рис. 3.2.1. Базовая модель взаимодействия открытых систем.

Рассмотрим эти уровни более подробно:

Уровень 1 – прикладной

На этом уровне с помощью специальных приложений операционной системы Windows (текстового процессора Word, табличного процессора Excel и т.д.) пользователь создает исходный документ для последующей передачи по компьютерной сети.

Уровень 2 – представительский

На этом уровне операционная система персонального компьютера пользователя фиксирует местонахождение созданного документа (в оперативной памяти, на жестком диске и т.д.) и обеспечивает его взаимодействие со следующим, более низким, сеансовым уровнем.

Уровень 3 – сеансовый

На этом уровне персональный компьютер пользователя взаимодействует с компьютерной сетью. Здесь проверяется право пользователя на «выход» в сеть и передается документ на следующий, более низкий, транспортный уровень.

Уровень 4 – транспортный

На этом уровне документ преобразуется в форму, принятую для передачи данных в используемой сети. Например, он «нарезается» на небольшие пакеты стандартного размера.

Уровень 5 – сетевой

На этом уровне каждый нарезанный пакет получает адрес, по которому он должен быть доставлен независимо от других пакетов.

Уровень 6 – канальный

На этом уровне происходит модулирование передаваемых данных перед непосредственной их передачей по каналу связи.

Уровень 7 – физический

На этом уровне происходит непосредственная передача данных по каналам связи. Здесь нет ни документов, ни пакетов, нет даже байтов – здесь передаются только биты, т.е. элементарные единицы представления данных.

Восстановление документа происходит на компьютере получателя при постепенном переходе от самого низшего (физического) уровня до самого верхнего (прикладного) уровня.

3.3. Основные сетевые протоколы.

В общем случае протоколом называется набор стандартов и правил взаимодействия в компьютерных сетях. Так как в современных компьютерных сетях существует несколько уровней такого взаимодействия, то, следовательно, существует и несколько уровней протоколов. Рассмотрим основные сетевые протоколы.

На самом нижнем уровне используются два типовых протокола: протокол TCP и протокол IP.

Протокол TCP (TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL) – это протокол транспортного уровня. Он определяет форму передачи данных в современных компьютерных сетях. Согласно протоколу ТСР отправляемые данные «нарезаются» на компьютере отправителя на отдельные небольшие пакеты, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки всего документа на персональном компьютере получателя.

Протокол IP (INTERNET PROTOCOL) – это протокол сетевого уровня. Он определяет направление передачи данных по сетевому адресу, имеющемуся в каждом пакете. Исходя из этого данный протокол называется еще адресным протоколом. Суть этого протокола заключается в том, что каждый узел современной компьютерной сети должен иметь свой уникальный адрес (IP-адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке ТСР-пакетов на нужное рабочее место.

Структура IP-адреса организована таким образом, что каждый компьютер, через который проходит какой-либо ТСР-пакет, мог определить, кому из ближайших соседей надо переслать этот пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. Слово «ближе» не случайно взято в кавычки. В данном случае оценивается не географическая «близость». В расчет принимаются условия установления связи и пропускная способность линии. Например, два компьютера, находящиеся на разных континентах, но связанные между собой высокоскоростной линией космической связи, считаются более «близкими» друг к другу, чем два компьютера из соседних населенных пунктов, связанных между собой простой телефонной линией.

Решение вопроса, что считать «ближе», а что «дальше», осуществляют специальные технические средства – маршрутизаторы (ROUTER).

Оба протокола ТСР и IP тесно связаны друг с другом и поэтому они называются стеком протоколов ТСР/IP.

На основе стека протоколов ТСР/IP построено много дополнительных протоколов: протоколы DNS, HTTP, FTR.

Протокол DNS (DOMAIN NAME SYSTEM – протокол поддержки сетевого адреса). Этот протокол обеспечивает идентификацию персонального компьютера с уникальным сетевым адресом и именем.

Протокол HTTP (HYPER TEXT TRANSFER PROTOCOL – протокол передачи гипертекста) является одним из самых популярных протоколов. Этот протокол обслуживает службу WWW (WORD WIDE WEB – Всемирная паутина).

Протокол FTP (FILE TRANSFER PROTOKOL) – протокол передачи файлов. Этот протокол используется для приема из INTERNET программ и данных, а также для отправки через INTERNET отдельных файлов. Необходимость в этом возникает у тех, кто арендует место на WEB- WEB сервера, для перемещения своих WEB-страниц и WEB-узлов. Здесь необходимы как FTP-клиенты, так и FTP-серверы.

Простейший FTP-клиент (ftp.еxe) уже находятся в составе операционной системы WINDOUS (С:\\ WINDOUS)