Разное

Уровни osi iso: Уровни эталонной модели OSI

Содержание

Характеристика уровней модели OSI/ISO

Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Модель OSI была разработана на основании большого опыта, полученного при создании компьютерных сетей, в основном глобальных, в 70-е годы.

В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень имеет дело с определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Физический уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие.

Одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другая задача канального уровня – реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей. Внутри одной сети доставка данных обеспечивается канальным уровнем, а вот доставкой данных между различными сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в том случае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличный от принятого в протоколах канального уровня.

Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор – это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями.

Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням стека – прикладному и сеансовому – передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное – способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.


Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все сначала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Представительный уровень имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например, в кодах ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.



Прикладной уровень – это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением.

Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретной технической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями.

Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой – являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием.

Три верхних уровня – прикладной, представительный и сеансовый — ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. На протоколы этих уровней не влияют какие бы то ни было изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию.

Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних. Это позволяет разрабатывать приложения, не зависящие от технических средств непосредственной транспортировки сообщений.

Столь подробное рассмотрение модели OSI/ISO связано с тем, что при разработке стандартов и спецификации по сетевой безопасности специалисты ориентируются на эту перспективную модель. Так в «Общих критериях» приводится распределение функций безопасности по уровням эталонной семиуровневой модели OSI.

Функции безопасности Уровень OSI
Аутентификация - - + + - - +
Управление доступом - - + + - - +
Конфиденциальность соединения + + + + - + +
Конфиденциальность вне соединения - + + + - + +
Избирательная конфиденциальность - - - - - + +
Конфиденциальность трафика + - + - - - +
Целостность с восстановлением - - - + - - +
Целостность без восстановления - - + + - - +
Избирательная целостность - - - - - - +
Целостность вне соединения - - + + - - +
Неотказуемость - - - - - - +

«+» – данный уровень может предоставить функцию безопасности;

«-» – данный уровень не подходит для предоставления функции безопасности.

Выводы по теме

1. Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

2. Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена сообщениями участвуют две стороны, то есть в данном случае необходимо организовать согласованную работу двух «иерархий», работающих на разных компьютерах.

3. В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень имеет дело с определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

4. Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретной технической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями.

5. Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой – являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием.

6. Три верхних уровня – прикладной, представительный и сеансовый – ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети.

7. Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних.

Вопросы для самоконтроля

1. Проведите сравнительную характеристику моделей передачи данных TCP/IP и OSI/ISO.

2. Перечислите уровни модели OSI/ISO.

3. Назначение прикладного и представительного уровней модели OSI/ISO.

4. Какие функции выполняет транспортный уровень?

5. Назначение сетевого уровня и его характеристика.

6. Какие физические устройства реализуют функции канального уровня?

7. В чем особенности физического уровня модели OSI/ISO?

8. На каких уровнях модели OSI/ISO должна обеспечиваться аутентификация?

9. На каком уровне модели OSI/ISO реализуется сервис безопасности «неотказуемость» (согласно «Общим критериям»)?

Лабораторная
работа № 2

Модель
OSI/ISO
в сетях. Передача данных

  • Описание
    модели
    OSI/ISO

  • Архитектура
    уровней

  • Передача
    данных

  • Заключение

Краткие
теоретические сведения

Для
того, чтобы взаимодействовать, люди
используют общий язык. Если они не могут
разговаривать друг с другом непосредственно,
они применяют соответственные
вспомогательные средства для передачи
сообщений (пересылка письма и пр.). Одна
из основных функций современных сетей
— обеспечение эффективной связи между
различными (по характеристикам, свойствам
и принципам реализации) системами —
абонентскими пунктами, ПЭВМ, ВЦ и другим
связным и вычислительным оборудованием.
Эффективная связь между такими системами
требует строгого соблюдения
стандартизированных процедур обмена
информацией, в том числе данными.
Организация взаимодействия между
устройствами в сети является сложной
задачей. Как известно, для решения
сложных задач используется универсальный
прием — декомпозиция, то есть разбиение
одной сложной задачи на несколько более
простых задач-модулей. Процедура
декомпозиции включает в себя четкое
определение функций каждого модуля,
решающего отдельную задачу, и интерфейсов
между ними. В результате достигается
логическое упрощение задачи, а кроме
того, появляется возможность модификации
отдельных модулей без изменения остальной
части системы.

Необходимость
в разработке стандартов для подобных
неоднородных систем привела к появлению
концепции взаимодействия открытых
систем

ВОС
(OSI
Open
System Interconnection)
.
В разработке концепции ВОС основную
роль играли две организации — Международная
организация по стандартам — МОС
(International
Organization for Standartization — ISO)

и Международный консультативный комитет
по телефонизации и телеграфии — МККТТ
(International
Telephone and Telegraph Corporation

CCITT).

Что же такое открытая
система? Термин «открытые
системы»
подчёркивает
тот факт, что если какая-либо система
отвечает стандартам, принятым в данной
концепции, то эта система будет открыта
для взаимодействия с любой другой
системой, отвечающей тем же стандартам.
В широком смысле открытой
системой
может быть названа
любая система (компьютер, вычислительная
сеть, ОС, программный пакет, другие
аппаратные и программные продукты),
которая построена в соответствии с
открытыми спецификациями.

Спецификация
(в вычислительной технике)

формализованное описание аппаратных
или программных компонентов, способов
их функционирования, взаимодействия с
другими компонентами, условий эксплуатации,
ограничений и особых характеристик.

Понятно, что не всякая
спецификация является стандартом. В
свою очередь, под открытыми спецификациями
понимаются опубликованные, общедоступные
спецификации, соответствующие стандартам
и принятые в результате достижения
согласия после всестороннего обсуждения
всеми заинтересованными сторонами.
Использование при разработке систем
открытых спецификаций позволяет третьим
сторонам разрабатывать для этих систем
различные аппаратные или программные
средства расширения и модификации, а
также создавать программно-аппаратные
комплексы из продуктов разных
производителей.

Для
обеспечения общей основы координации
разработок в
1984 году Международная организация
стандартов (ISO)
представила
классификацию для сетей, названную
эталонной
моделью взаимодействия открытых систем
OSI
(
Open
System
Interconnection),
которая стала международным стандартом
7498
определяющим
«
Базовую
эталонную модель

взаимодействия
открытых систем»
,
являющуюся теоретической основой
современных информационных сетей —
модель
OSI/ISO.

Эталонная модель представляет собой
описание взаимодействия между процессами,
происходящими в информационных системах.

Основой
создания эталонной модели OSI/ISO
явилось принятие
уровневой
организации

процессов,
позволяющей разложить сеть открытых
систем на взаимосвязанные подсистемы,
логически связанные между собой. В свою
очередь, каждая подсистема является
совокупностью компонентов. Модель OSI
описывает архитектуру, которая
подразделяет сети передачи данных на
семь
уровней (рис.2.1). Каждый уровень отражает
различные процедуры в сети, оборудование
и протоколы.

Ярким примером открытой системы является
глобальная компьютерная сеть Интернет.
Эта сеть развивалась в полном соответствии
с требованиями, предъявляемыми к открытым
системам. В разработке стандартов
Интернет

принимали
и принимают участие тысячи специалистов
и пользователей этой сети из различных
университетов, научных организаций и
фирм — производителей вычислительной
аппаратуры и программного обеспечения
из разных стран.

Рис.
2.1. Стандартизация каждого уровня модели

OSI/ISO

Созданная
модель является гибкой в том смысле,
что допускает эволюцию сетей в зависимости
от развития теории и новых технических
достижений. Более того, модель обеспечивает
постепенность перехода от существующих
реализаций к новым стандартам.

Каждый
уровень взаимодействия систем определяется
группой стандартизирующих его документов,
которые всегда включают две спецификации
протокол
и сервис,
обеспечиваемый
этим протоколом, для выбора положенного
уровня. Под
«службой»
понимается сетевой компонент, который
реализует некоторый набор услуг, а
«сервисом»
называют описание того набора услуг,
который предоставляется данной службой.
Таким образом, сервис — это интерфейс
между потребителем услуг и поставщиком
услуг (службой). Далее будет использоваться
термин «служба» во всех случаях, когда
различие в значении этих терминов не
носит принципиального характера.

Стандартизация
заключается в том, что на каждом уровне
модели OSI/ISO
разрабатываются два базовых стандарта,
как показано на рисунке.

Стандарт
службы

определяет
совокупность служб данного уровня или
список услуг, доступных пользователю
системы. В стандарте службы фиксируются
элементы взаимодействия двух смежных
уровней или функций (услуг) данного
уровня i,
которые обеспечивают функционирования
протокола обмена более высокого уровня
i+1.

Стандарт
протокола

регламентирует взаимодействие между
равнозначными уровнями, а именно,
фиксирующие форматы и семантику элементов
данных (протокольных единиц обмена
данными) и допустимые последовательности
обмена протокольными данными.

В
общем, случаи уровень эталона и модели
OSI/ISO
можно
разделить на три класса (I,
II,
III):

I
класс — уровни специфичные для оконечных
систем;

II
класс — уровни маршрутизации;

III
класс

уровни
спецификации для сложных систем.

Как
видно из рисунка 2. 1 в I
класс

входит четыре верхних уровня. Для них
свойственно выполнение таких функций,
как представление услуг прикладным
системам, трансляция адресов, защита
от несанкционированного доступа,
согласование форматов и процедур
обработки данных. Для каждой пары
взаимодействующих прикладных систем
в оконечных системах должна быть
обеспечена согласованность протоколов
данного класса..

II
класс

содержит
один сетевой уровень, который имеет
сквозную согласованность во всех
транзитных системах, сопрягающих
локальные и/или крупномасштабные системы
связи. С помощью класса уровня маршрутизации
достигается независимость потребителей
от каждого конкретного изготовителя
вычислительного и связывающего
оборудования.

В III класс входят
канальные и физические уровни. В данном
классе должна быть обеспечена
согласованность в каждой паре смежных
систем, что также позволяет избежать
зависимости от изготовителей оборудования.

и передается по сети (Рис. 2.1).

Архитектура
уровней

Прикладной
уровень


(Application
layer)

Уровень
7,
верхний уровень модели OSI,
является прикладным уровнем.

Это
в действительности просто набор
разнообразных протоколов, с помощью
которых пользователи сети получают
доступ к разделяемым ресурсам, таким
как файлы, принтеры или гипертекстовые
Web-страницы, а также организуют свою
совместную работу, например, с помощью
протокола электронной почты. Единица
данных, которой оперирует прикладной
уровень, обычно называется сообщением
(message).

Он
позволяет прикладным процессам получить
доступ к сетевому сервису и управлять
обменом информацией между приложениями.
Этот уровень предоставляет услуги,
которые напрямую поддерживают приложения
пользователя, такие как программы для
передачи файлов, доступа к базам данных
и для электронной почты. Прикладной
уровень поддерживает основной доступ
к сети, осуществляет управление и
обнаружение ошибок

Существует очень
большое разнообразие служб прикладного
уровня. Приведем в качестве примера
хотя бы несколько наиболее распространенных
реализаций файловых служб: NCP
в операционной системе Novell
NetWare
, SMB
в Microsoft Windows
NT, NFS,
FTP и TFTP,
входящие в стек TCP/IP.

Уровень
представлений

(Presentation
layer)

Уровень
6,
уровень представлений, имеет дело с
формой представления передаваемой по
сети информации, не меняя при этом ее
содержания. За счет уровня представления
информация, передаваемая прикладным
уровнем одной системы, всегда понятна
прикладному уровню другой системы. Он
определяет формат, используемый для
обмена данными между компьютерами сети.
Он может быть назван сетевым транслятором.
В компьютере-отправителе этот уровень
переводит данные из формата, посылаемого
вниз от прикладного уровня, в легкоузнаваемый
промежуточный формат. В компьютере-приемнике
этот уровень переводит промежуточный
формат в формат применимый на прикладном
уровне этого компьютера.

С
помощью средств данного уровня протоколы
прикладных уровней могут преодолеть
синтаксические различия в представлении
данных или же различия в кодах символов,
например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне
может выполняться шифрование и
дешифрование данных, благодаря которому
секретность обмена данными обеспечивается
сразу для всех прикладных служб. Примером
такого протокола является протокол
Secure
Socket Layer

(SSL),
который обеспечивает секретный обмен
сообщениями для протоколов прикладного
уровня стека TCP/IP. Уровень представлений
управляет также сжатием данных,
уменьшением числа бит, которые требуются
для передачи

Переадресация
функций на этом уровне осуществляется
сетевым программным обеспечением,
которое принимает I/Q
требования (запросы) и посылает их к
ресурсам сервера.

Сеансовый
уровень

(Session
layer)

Уровень
5,
сеансовый уровень (сессий), позволяет
двум приложениям на различных компьютерах
устанавливать, использовать и заканчивать
соединение, называемое сеансом (сессией).
Этот уровень выполняет опознание имён
и функций, таких, например, как безопасность,
необходимая для создания возможности
двум приложениям обмениваться через
сеть.

Сеансовый уровень
обеспечивает управление диалогом:
фиксирует, какая из сторон является
активной в настоящий момент, предоставляет
средства синхронизации. Последние
позволяют вставлять контрольные точки
в длинные передачи, чтобы в случае отказа
можно было вернуться назад к последней
контрольной точке, а не начинать все с
начала. На практике немногие приложения
используют сеансовый уровень, и он редко
реализуется в виде отдельных протоколов,
хотя функции этого уровня часто объединяют
с функциями прикладного уровня и
реализуют в одном протоколе.

Сеансовый
уровень обеспечивает синхронизацию
между пользовательскими задачами,
размещением контрольных позиций в
потоке данных. Это в том случае, если
сетевые файлы содержат данные, которые
после последней контрольной проверки
должны быть ретранслированы. Этот
уровень также осуществляет диалоговое
управление между обменивающимися
процессами регулированием передающей
стороны так, как это необходимо и т.д.

Транспортный
уровень

(Transport
layer)

Уровень
4,
транспортный уровень, обеспечивает
приложениям или верхним уровням стека
прикладному
и сеансовому
— передачу данных с той степенью
надежности, которая им требуется,
обеспечивает текущее управление,
обработку ошибок и участвует в решении
проблем, имеющих отношение к передаче
и приему пакетов. Транспортный уровень
обеспечивает гарантию того, что пакеты
будут доставлены свободными от ошибок,
в необходимой последовательности и без
потерь или повторений.

Этот
уровень производит пакетирование
сообщений, деление длинных сообщений
на несколько пакетов и сборку маленьких
пакетов в один пакет. Это позволяет
пакетам быть переданными эффективно
через сеть. В конце передачи транспортный
уровень распаковывает пакеты сообщений,
восстанавливает само сообщение и
символически посылает подтверждающую
квитанцию.

На пути от отправителя
к получателю пакеты могут быть искажены
или утеряны. Хотя некоторые приложения
имеют собственные средства обработки
ошибок, существуют и такие, которые
предпочитают сразу иметь дело с надежным
соединением. Как правило, все протоколы,
начиная с транспортного уровня и выше,
реализуются программными средствами
конечных узлов сети — компонентами их
сетевых операционных систем. В качестве
примера транспортных протоколов можно
привести протоколы TCP
и UDP стека
TCP/IP и протокол
SPX стека Novell.

Модель OSI определяет
пять классов сервиса, предоставляемых
транспортным уровнем. Эти виды сервиса
отличаются качеством предоставляемых
услуг: срочностью,
возможностью восстановления прерванной
связи, наличием средств мультиплексирования
нескольких соединений между различными
прикладными протоколами через общий
транспортный протокол, а главное —
способностью к обнаружению и исправлению
ошибок передачи, таких как искажение,
потеря и дублирование пакетов.

Выбор класса сервиса
транспортного уровня определяется, с
одной стороны, тем, в какой степени
задача обеспечения надежности решается
самими приложениями и протоколами более
высоких, чем транспортный, уровней, а с
другой стороны, этот выбор зависит от
того, насколько надежной является
система транспортировки данных в сети,
обеспечиваемая уровнями, расположенными
ниже транспортного — сетевым, канальным
и физическим. Так, например, если качество
каналов передачи связи очень высокое
и вероятность возникновения ошибок, не
обнаруженных протоколами более низких
уровней, невелика, то разумно воспользоваться
одним из облегченных сервисов транспортного
уровня, не обремененных многочисленными
проверками, квитированием и другими
приемами повышения надежности. Если же
транспортные средства нижних уровней
изначально очень ненадежны, то
целесообразно обратиться к наиболее
развитому сервису транспортного уровня,
который работает, используя максимум
средств для обнаружения и устранения
ошибок, — с помощью предварительного
установления логического соединения,
контроля доставки сообщений по контрольным
суммам и циклической нумерации пакетов,
установления тайм-аутов доставки и т.
п.

Протоколы нижних
четырех уровней
обобщенно
называют сетевым транспортом
или транспортной
подсистемой
, так как они
полностью решают задачу транспортировки
сообщений с заданным уровнем качества
в составных сетях с произвольной
топологией и различными технологиями.
Остальные три верхних уровня решают
задачи предоставления прикладных
сервисов на основании имеющейся
транспортной подсистемы.

Сетевой
уровень

(Network
layer)

Сетевой
уровень служит для образования единой
транспортной системы, объединяющей
несколько сетей, причем эти сети могут
использовать совершенно различные
принципы передачи сообщений между
конечными узлами и обладать произвольной
структурой связей. Функции сетевого
уровня достаточно разнообразны.

Уровень
3,
сетевой уровень, отвечает за адресацию
сообщений и перевод логических адресов
и наименований, в физические адреса.
Этот уровень также определяет маршрут
от источника сообщения к компьютеру-приемнику.
Он определяет, каким путем данные должны
взять приоритет в обслуживании, основанный
на сетевых условиях, и другие факторы.
Этот уровень также управляет вопросами
продвижения по сети, такими как
переадресация пакетов, маршрутизация
и управление загрузкой данными. Если
компьютер-приемник не может принять
такой же большой пакет данных, какой
послал компьютер-источник, сетевой
уровень производит согласование путем
преобразования в источнике размера
пакета в меньший. В компьютере-приемнике
сетевой уровень преобразует полученные
данные в исходный размер.

На
сетевом уровне сам термин сеть
наделяют специфическим
значением. В данном случае под сетью
понимается совокупность компьютеров,
соединенных между собой в соответствии
с одной из стандартных типовых топологий
и использующих для передачи данных один
из протоколов канального уровня,
определенный для этой топологии. Внутри
сети доставка данных обеспечивается
соответствующим канальным уровнем, а
вот доставкой данных между сетями
занимается сетевой уровень, который и
поддерживает возможность правильного
выбора маршрута передачи сообщения
даже в том случае, когда структура связей
между составляющими сетями имеет
характер, отличный от принятого в
протоколах канального уровня.

Так,
например, протоколы канального уровня
локальных сетей обеспечивают доставку
данных между любыми узлами только в
сети с соответствующей типовой топологией,
например топологией иерархической
звезды. Это очень жесткое ограничение,
которое не позволяет строить сети с
развитой структурой, например, сети,
объединяющие несколько сетей предприятия
в единую сеть, или высоконадежные сети,
в которых существуют избыточные связи
между узлами. Можно было бы усложнять
протоколы канального уровня для
поддержания петлевидных избыточных
связей, но принцип разделения обязанностей
между уровнями приводит к другому
решению. Чтобы с одной стороны сохранить
простоту процедур передачи данных для
типовых топологий, а с другой допустить
использование произвольных топологий,
вводится дополнительный сетевой уровень.

Сети соединяются между
собой специальными устройствами,
называемыми маршрутизаторами.

Маршрутизатор
это
устройство, которое собирает информацию
о топологии межсетевых соединений и на
ее основании пересылает пакеты сетевого
уровня в сеть назначения.

Чтобы передать
сообщение от отправителя, находящегося
в одной сети, получателю, находящемуся
в другой сети, нужно совершить некоторое
количество транзитных
передач между сетями, или хопов
(от
hop — прыжок),
каждый раз выбирая подходящий маршрут.
Таким образом, маршрут представляет
собой последовательность маршрутизаторов,
через которые проходит пакет.

На рис. 2. 2 показаны
четыре сети, связанные тремя
маршрутизаторами. Между
узлами А
и В данной
сети пролегают два маршрута: первый
через маршрутизаторы 1 и 3, а второй через
маршрутизаторы 1, 2 и 3.

Проблема выбора
наилучшего пути называется маршрутизацией,
и ее решение является одной
из главных задач сетевого уровня. Эта
проблема осложняется тем, что самый
короткий путь не всегда самый лучший.
Часто критерием при выборе маршрута
является время передачи данных по этому
маршруту; оно зависит от пропускной
способности каналов связи и интенсивности
трафика, которая может изменяться с
течением времени. Некоторые алгоритмы
маршрутизации пытаются приспособиться
к изменению нагрузки, в то время как
другие принимают решения на основе
средних показателей за длительное
время. Выбор маршрута может осуществляться
и по другим критериям, например надежности
передачи. В общем случае функции
сетевого уровня шире, чем функции
передачи сообщений по связям с
нестандартной структурой, которые мы
сейчас рассмотрели на примере объединения
нескольких локальных сетей.

Рис. 2.2. Пример
составной сети

Сетевой уровень
решает также задачи согласования разных
технологий, упрощения адресации в
крупных сетях и создания надежных и
гибких барьеров на пути нежелательного
трафика между сетями.

Сообщения сетевого
уровня принято называть пакетами
(packets).
При организации доставки
пакетов на сетевом уровне используется
понятие «номер сети».
В этом случае адрес получателя состоит
из старшей части — номера сети и младшей
— номера узла в этой сети. Все узлы одной
сети должны иметь одну и ту же старшую
часть адреса, поэтому термину «сеть»
на сетевом уровне можно дать и другое,
более формальное определение:

сеть
это
совокупность узлов, сетевой адрес
которых содержит один и тот же номер
сети.

На сетевом уровне определяются
два вида протоколов.

сетевые
протоколы
(routed
protocols)
реализуют
продвижение пакетов через сеть. Именно
эти протоколы обычно имеют в виду, когда
говорят о протоколах сетевого уровня.
Однако часто к сетевому уровню относят
и другой вид протоколов, называемых
протоколами обмена маршрутной информацией
или просто — протоколами
маршрутизации
(routing
protocols).
С помощью
этих протоколов маршрутизаторы собирают
информацию о топологии межсетевых
соединений. Протоколы сетевого уровня
реализуются программными модулями
операционной системы, а также программными
и аппаратными средствами маршрутизаторов.

На сетевом уровне
работают протоколы еще одного типа,
которые отвечают за отображение адреса
узла, используемого на сетевом уровне,
в локальный адрес сети. Такие протоколы
часто называют

протоколами
разрешения адресов

(Address
Resolution Protocol – ARP).
Иногда их
относят не к сетевому уровню, а к
канальному, хотя тонкости классификации
не изменяют их сути.

Примерами протоколов
сетевого уровня являются протокол
межсетевого взаимодействия IP
стека TCP/IP и
протокол межсетевого обмена пакетами
IPX стека Novell.

Канальный
уровень (Data
Link
layer)

Уровень
2,
канальный уровень, посылает фрагмент
данных от сетевого уровня к физическому
уровню. На приемном конце он упаковывает
комбинацию бит от физического уровня
в кадры данных. Кадр данных преобразуется
в логическую структуру, в которой могут
быть размещены данные. Кадр данных часто
посылается как пакет. Но здесь есть
отличия. Кадр имеет начальный и конечный
разделители, в то время как пакеты
сетевого уровня и пакеты, формируемые
на верхних уровнях, имеют только
заголовки.

На
физическом уровне просто пересылаются
биты. При этом не учитывается, что в,
некоторых сетях, в которых линии связи
используются (разделяются) попеременно
несколькими парами взаимодействующих
компьютеров, физическая среда передачи
может быть занята. Поэтому
одной из задач канального уровня является
проверка доступности среды передачи.

Другой задачей канального
уровня является реализация механизмов
обнаружения и коррекции ошибок.

Для этого на канальном уровне биты
группируются в наборы, называемые
кадрами (frames).
Канальный уровень
обеспечивает корректность передачи
каждого кадра, помещая специальную
последовательность бит в начало и конец
каждого кадра, для его выделения, а также
вычисляет контрольную сумму, обрабатывая
все байты кадра определенным способом
и добавляя контрольную сумму к кадру.
Когда кадр приходит по сети, получатель
снова вычисляет контрольную сумму
полученных данных и сравнивает результат
с контрольной суммой из кадра. Если они
совпадают, кадр считается правильным
и принимается. Если же контрольные суммы
не совпадают, то фиксируется ошибка.
Канальный уровень может не только
обнаруживать ошибки, но и исправлять
их за счет повторной передачи поврежденных
кадров. Необходимо отметить, что функция
исправления ошибок не является
обязательной для канального уровня,
поэтому в некоторых протоколах этого
уровня она отсутствует, например, в
Ethernet и frame
relay
.

В
протоколах канального уровня, используемых
в локальных сетях, заложена определенная
структура связей между компьютерами и
способы их адресации. Хотя канальный
уровень и обеспечивает доставку кадра
между любыми двумя узлами локальной
сети, он это делает только в сети с
совершенно определенной топологией
связей, именно той топологией, для
которой он был разработан. К таким
типовым топологиям, поддерживаемым
протоколами канального уровня локальных
сетей, относятся общая шина, кольцо и
звезда, а также структуры, полученные
из них с помощью мостов и коммутаторов.
Примерами протоколов канального уровня
являются протоколы Ethernet,
Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN
.

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

В
глобальных сетях, которые редко обладают
регулярной топологией, канальный уровень
часто обеспечивает обмен сообщениями
только между двумя соседними компьютерами,
соединенными индивидуальной линией
связи. Примерами протоколов «точка-точка»
(как часто называют такие протоколы)
могут служить широко распространенные
протоколы РРР
и LAP-B. В таких
случаях для доставки сообщений между
конечными узлами через всю сеть
используются средства сетевого уровня.
Именно так организованы сети Х.25.
Иногда в глобальных сетях функции
канального уровня в чистом виде выделить
трудно, так как в одном и том же протоколе
они объединяются с функциями сетевого
уровня. Примерами такого подхода могут
служить протоколы технологий ATM
и frame relay.

В
целом канальный уровень представляет
собой весьма мощный и законченный набор
функций по пересылке сообщений между
узлами сети. В некоторых случаях протоколы
канального уровня оказываются
самодостаточными транспортными
средствами и могут допускать работу
поверх них непосредственно протоколов
прикладного уровня или приложений, без
привлечения средств сетевого и
транспортного уровней. Например,
существует реализация протокола
управления сетью SNMP
непосредственно поверх
Ethernet, хотя
стандартно этот протокол работает
поверх сетевого протокола IP
и транспортного протокола UDP.
Естественно, что применение такой
реализации будет ограниченным — она
не подходит для составных сетей разных
технологий, например Ethernet
и Х.25, и даже
для такой сети, в которой во всех сегментах
применяется Ethernet, но между сегментами
существуют петлевидные связи. А вот в
двухсегментной сети Ethernet, объединенной
мостом, реализация SNMP
над канальным уровнем будет вполне
работоспособна.

Тем не менее, для
обеспечения качественной транспортировки
сообщений в сетях любых топологий и
технологий функций канального уровня
оказывается недостаточно, поэтому в
модели OSI
решение этой задачи возлагается на два
следующих уровня — сетевой и транспортный.

Физический
уровень (Physical
layer)

Уровень
1, физический уровень, является нижним
уровнем модели OSI.

Физический уровень
связывает электрический или оптический,
механический и функциональный интерфейсы
со средой передачи. Уровень определяет
, как связаны среда передачи с сетевой
картой (сетевой адаптер).

Функции
физического уровня реализуются во всех
устройствах, подключенных к сети. Со
стороны компьютера функции физического
уровня выполняются сетевым адаптером
или последовательным портом. Он также
определяет, какая технология передачи
будет использована для передачи данных
по среде передачи сети.

Физический уровень
ответственен за передачу комбинации
бит от одного компьютера к другому. Этот
уровень направляет неструктурированный
поток необработанных бит в сетевую
среду передачи т.е. по физическим каналам
связи, таким, например, как коаксиальный
кабель, витая пара, оптоволоконный
кабель или цифровой территориальный
канал. К этому уровню имеют отношение
характеристики физических сред передачи
данных, такие как полоса пропускания,
помехозащищенность, волновое сопротивление
и другие. На этом же уровне определяются
характеристики электрических сигналов,
передающих дискретную информацию,
например, крутизна фронтов импульсов,
уровни напряжения или тока передаваемого
сигнала, тип кодирования, скорость
передачи сигналов. Кроме этого, здесь
стандартизуются типы разъемов и
назначение каждого контакта.

Физический
уровень определяет декодирование данных
и синхронизацию пересылаемой комбинации
бит, гарантирует, что когда передающее
оконечное устройство посылает «1», то
это будет принято как «1», а не «0». Этот
уровень также определяет, как долго
продолжается каждый бит и каким образом
каждый бит преобразуется в соответствующий
электрический или оптический импульс
для передачи по кабелю.

Сетезависимые и сетенезависимые
уровни

Функции всех уровней
модели OSI могут быть отнесены
к одной из двух групп: либо к функциям,
зависящим от конкретной технической
реализации сети, либо к функциям,
ориентированным на работу с приложениями.

Необходимо отметить,
что три нижних уровня модели OSI:
физический, канальный и
сетевой,
зависят от сети,
т.е. их протоколы тесно связаны с
технической реализацией сети и с
используемым коммутационным оборудованием
и они являются сетезависимыми,
то есть протоколы этих уровней
тесно связаны с технической реализацией
сети и используемым коммуникационным
оборудованием. Например, переход на
оборудование FDDI означает полную смену
протоколов физического и канального
уровней во всех узлах сети.

Три верхних уровня: сеансовый,
представления
и прикладной,
ориентированы на приложения и мало
зависят от технических особенностей
построения сети, т.е. они ориентированы
на программное обеспечение и мало
зависят от особенностей построения
сети (топологии, оборудования и т.д.).

На
протоколы этих уровней не влияют какие
бы то ни было изменения в топологии
сети, замена оборудования или переход
на другую сетевую технологию. Так,
переход от Ethernet на
высокоскоростную технологию lOOVG-AnyLAN
не потребует никаких изменений в
программных средствах, реализующих
функции прикладного, представительного
и сеансового уровней. Эти уровни являются
сетенезависимыми.

Транспортный уровень является
промежуточным. Он скрывает детали
функционирования нижних уровней от
верхних уровней. Благодаря этому уровню
можно разрабатывать приложения, не
зависящие от технических средств
транспортировки сообщений.

Модель OSI
описывает только системные средства
взаимодействия, реализуемые операционной
системой, системными утилитами, системными
аппаратными средствами. Модель не
включает средства взаимодействия
приложений конечных пользователей.
Свои собственные протоколы взаимодействия
приложения реализуют, обращаясь к
системным средствам. Поэтому необходимо
различать уровень взаимодействия
приложений и прикладной уровень. Следует
также иметь в виду, что приложение может
взять на себя функции некоторых верхних
уровней модели OSI. Например,
некоторые СУБД
имеют встроенные средства
удаленного доступа к файлам. В этом
случае приложение, выполняя доступ к
удаленным ресурсам, не использует
системную файловую службу; оно обходит
верхние уровни модели OSI
и обращается напрямую к
системным средствам, ответственным за
транспортировку сообщений по сети,
которые располагаются на нижних уровнях
модели OSI.

В
модели OSI
различаются два основных
типа протоколов. В протоколах с
установлением соединения

(connection-oriented) перед
обменом данными отправитель и получатель
должны сначала установить соединение
и, возможно, выбрать некоторые параметры
протокола, которые они будут использовать
при обмене данными. После завершения
диалога они должны разорвать это
соединение. Телефон — это пример
взаимодействия, основанного на
установлении соединения.

Вторая группа
протоколов — протоколы без
предварительного установления соединения

(connectionless). Такие
протоколы называются также дейтаграммными
протоколами. Отправитель
просто передает сообщение, когда оно
готово. Опускание письма в почтовый
ящик — это пример связи без предварительного
установления соединения. При взаимодействии
компьютеров используются протоколы
обоих типов.

На рис. 2.3 показаны
уровни модели OSI, на
которых работают различные элементы
сети. В частности, выделены сетезависимые
и сетенезависимые
уровни модели OSI. Компьютер,
с установленной на нем сетевой ОС,
взаимодействует с другим компьютером
с помощью протоколов всех семи уровней.
Это взаимодействие компьютеры
осуществляют опосредовано через
различные коммуникационные устройства:
концентраторы, модемы,
мосты, коммутаторы, маршрутизаторы,
мультиплексоры.

В зависимости от типа и выполняемых
им функций коммуникационное устройство
может работать либо только на физическом
уровне (повторитель),
либо на физическом и канальном (мост),
либо на физическом, канальном и сетевом,
иногда захватывая и транспортный уровень
(маршрутизатор).

На
рис.2.4 показано соответствие функций
различных коммуникационных устройств
уровням модели OSI.

Модель OSI
представляет хотя и очень важную, но
только одну из многих моделей коммуникаций.
Эти модели и связанные с ними стеки
протоколов могут отличаться количеством
уровней, их функциями, форматами
сообщений, службами, поддерживаемыми
на верхних уровнях, и прочими параметрам.

Рис. 2.3. Сетезависимые
и сетенезависимые уровни модели OSI

Рис.
2.4.
Соответствие функций
различных устройств сети уровням

модели
OSI

Прозрачность
(транспорентность)

Прозрачность
(transparency) сети
достигается в том случае, когда сеть
представляется пользователям не как
множество отдельных компьютеров,
связанных между собой сложной системой
кабелей, а как единая традиционная
вычислительная машина с системой
разделения времени. Известный лозунг
компании Sun Microsystems: «Сеть
— это компьютер»

говорит именно о такой прозрачной сети.

Прозрачность может быть достигнута
на двух различных уровнях — на уровне
пользователя и на уровне программиста.

На уровне
пользователя
прозрачность
означает, что для работы с удаленными
ресурсами он использует те же команды
и привычные ему процедуры, что и для
работы с локальными ресурсами.

На программном
уровне
прозрачность
заключается в том, что приложению для
доступа к удаленным ресурсам требуются
те же вызовы, что и для доступа к локальным
ресурсам. Прозрачность на уровне
пользователя достигается проще, так
как все особенности процедур, связанные
с распределенным характером системы,
маскируются от пользователя программистом,
который создает приложение. Прозрачность
на уровне приложения требует сокрытия
всех деталей распределенности средствами
сетевой операционной системы.

Сеть должна скрывать
все особенности операционных систем и
различия в типах компьютеров. Пользователь
компьютера Macintosh должен
иметь возможность обращаться к ресурсам,
поддерживаемым UNIX-системой,
а пользователь UNIX
должен иметь возможность разделять
информацию с пользователями Windows
95
. Подавляющее число пользователей
ничего не хочет знать о внутренних
форматах файлов или о синтаксисе команд
UNIX.
Пользователь терминала IBM
3270
должен иметь возможность
обмениваться сообщениями с пользователями
сети персональных компьютеров без
необходимости вникать в секреты трудно
запоминаемых адресов.

Концепция прозрачности
может быть применена к различным аспектам
сети. Например, прозрачность
расположения
означает,
что от пользователя не требуется знаний
о месте расположения программных и
аппаратных ресурсов, таких как процессоры,
принтеры, файлы и базы данных. Имя ресурса
не должно включать информацию о месте
его расположения, поэтому имена типа
mashinel:prog.c или \\ftp_serv\pub прозрачными не
являются. Аналогично, прозрачность
перемещения
означает,
что ресурсы должны свободно перемещаться
из одного компьютера в другой без
изменения своих имен. Еще одним из
возможных аспектов прозрачности является
прозрачность параллелизма,
заключающаяся в том, что процесс
распараллеливания вычислений происходит
автоматически, без участия программиста,
при этом система сама распределяет
параллельные ветви приложения по
процессорам и компьютерам сети. В
настоящее время нельзя сказать, что
свойство прозрачности в полной мере
присуще многим вычислительным сетям,
это скорее цель, к которой стремятся
разработчики современных сетей.

Необходимо
отметить, что на практике реализация
уровней эталонной модели OSI/ISO
может иметь различные варианты в
зависимости от конфигурации сети и
состава используемых в них технических
средств. На рисунке 2.5 показан пример
практической реализации эталонной
модели при использовании различного
оборудования.

Рис. 2.5. Практическая реализация эталонной
модели.

Передача
данных

Как
правило, по физической среде данные
передаются без модуляции несущей
основной полосы частот сети (Base
Band
LAN).
Реже данные передаются в модулированном
виде в широкополосных сетях (Broad
Band
LAN),
что позволяет реализовать в физической
среде несколько каналов.

При
цифровом кодировании дискретной
информации применяют потенциальные
и импульсные
коды. В потенциальных
кодах

для представления логических единиц и
нулей используется только значение
потенциала сигнала, а его перепады,
формирующие законченные импульсы, во
внимание не принимаются. Импульсные
коды

позволяют представить двоичные данные
либо импульсами определенной полярности,
либо частью импульса — перепадом
потенциала определенного направления.

Требования к методам цифрового
кодирования

При использовании
прямоугольных импульсов для передачи
дискретной информации необходимо
выбрать такой способ кодирования,
который одновременно достигал бы
нескольких целей:

  • имел
    при одной и той же битовой скорости
    наименьшую ширину спектра результирующего
    сигнала;

  • обеспечивал
    синхронизацию между передатчиком и
    приемником;

  • обладал
    способностью распознавать ошибки;

  • обладал
    низкой стоимостью реализации.

Более
узкий спектр сигналов позволяет на
одной и той же линии (с одной и той же
полосой пропускания) добиваться более
высокой скорости передачи данных. Кроме
того, часто к спектру сигнала предъявляется
требование отсутствия постоянной
составляющей, то есть наличия постоянного
тока между передатчиком и приемником.
В частности, применение различных
трансформаторных схем гальванической
развязки
препятствует
прохождению постоянного тока.

При
передаче информации по физической
среде, используются следующие способы
синхронизации информации:

  1. Автосинхронизация.

  2. Синхронизация
    по выделенной линии.

  3. Самосинхронизация.

В
случаи
использования
автосинхронизации
,
синхронизация
производится

внутренними
генераторами абонентов,
работающие
на одинаковой
частоте.
Для компенсации
ухода
частот производится
подстройка
синхронизации для каждого передаваемого
символа. Передача в данном случае ведется
в асинхронном режиме с выдачей стартовых
и стоповых бит для каждого передаваемого
символа. Скорость передачи не велика,
а велика избыточность передаваемой
информации, что определяет довольно
редкое использование данного способа
передаваемой информации.

При
использовании синхронизации
по выделенной лини
и
в физической среде выделяется
дополнительная линия, по которой
передаются синхронизирующие импульсы,
что естественно усложняет систему.

При
использовании
самосинхронизации
по
одной линии передается и информация и
синхронизирующие импульсы. В этом случае
для передачи используются специальные
самосинхронизирующиеся коды, например,
“Манчестерские” коды.

Синхронизация
передатчика и приемника нужна для того,
чтобы приемник точно знал, в какой момент
времени необходимо считывать новую
информацию с линии связи. Эта проблема
в сетях решается сложнее, чем при обмене
данными между близко расположенными
устройствами, например между блоками
внутри компьютера или же между компьютером
и принтером. На небольших расстояниях
хорошо работает схема, основанная на
отдельной тактирующей линии связи (рис.
2.15), так что информация снимается с линии
данных только в момент прихода тактового
импульса. В сетях использование этой
схемы вызывает трудности из-за
неоднородности характеристик проводников
в кабелях. На больших расстояниях
неравномерность скорости распространения
сигнала может привести к тому, что
тактовый импульс придет настолько позже
или раньше соответствующего сигнала
данных, что бит данных будет пропущен
или считан повторно. Другой причиной,
по которой в сетях отказываются от
использования тактирующих импульсов,
является экономия проводников в
дорогостоящих кабелях.

Поэтому в сетях применяются
так называемые самосинхронизирующиеся
коды
, сигналы
которых несут для передатчика указания
о том, в какой момент времени нужно
осуществлять распознавание очередного
бита (или нескольких бит, если код
ориентирован более чем на два состояния
сигнала). Любой резкий перепад сигнала
— так называемый фронт — может служить
хорошим указанием для синхронизации
приемника с передатчиком. Требования,
предъявляемые к методам кодирования,
являются взаимно противоречивыми,
поэтому каждый из рассматриваемых ниже
популярных методов цифрового кодирования
обладает своими преимуществами и своими
недостатками по сравнению с другими.

Потенциальный
код без возвращения к нулю

На
рис.2.6, а показан метод потенциального
кодирования, называемый также кодированием
без возвращения к нулю
(Non Return to Zero, NRZ).
Последнее название отражает
то обстоятельство, что при передаче
последовательности единиц сигнал не
возвращается к нулю в течение такта
(как мы увидим ниже, в других методах
кодирования возврат к нулю в
этом случае происходит).
Метод NRZ прост в реализации, обладает
хорошей распознаваемостью ошибок (из-за
двух резко отличающихся потенциалов),
но не обладает свойством самосинхронизации.
При передаче длинной последовательности
единиц или нулей сигнал на линии не
изменяется, поэтому приемник лишен
возможности определять по входному
сигналу моменты времени, когда нужно в
очередной раз считывать данные. Даже
при наличии высокоточного тактового
генератора приемник может ошибиться с
моментом съема данных, так как частоты
двух генераторов никогда не бывают
полностью идентичными. Поэтому при
высоких скоростях обмена данными и
длинных последовательностях единиц
или нулей небольшое рассогласование
тактовых частот может привести к ошибке
в целый такт и, соответственно, считыванию
некорректного значения бита.

Другим серьезным недостатком
метода NRZ является наличие низкочастотной
составляющей, которая приближается к
нулю при передаче длинных последовательностей
единиц или нулей. Из-за этого многие
каналы связи, не обеспечивающие прямого
гальванического соединения между
приемником и источником, этот вид
кодирования не поддерживают. В результате
в чистом виде код NRZ в сетях не используется.
Тем не менее используются его различные
модификации, в которых устраняют как
плохую самосинхронизацию кода NRZ, так
и наличие постоянной составляющей.
Привлекательность кода NRZ, из-за которой
имеет смысл заняться его улучшением,
состоит в достаточно низкой частоте
основной гармоники fo, которая равна N/2
Гц, как это было показано в предыдущем
разделе. У других методов кодирования,
например манчестерского, основная
гармоника имеет более высокую частоту.

Рис. 2.6. Способы
дискретного кодирования данных

Метод биполярного
кодирования с альтернативной инверсией

Одной
из модификаций метода NRZ является метод
биполярного кодирования
с альтернативной инверсией
(Bipolar
Alternate Mark Inversion, AMI
). В
этом методе (рис.2.6, 6)
используются три уровня
потенциала — отрицательный, нулевой и
положительный. Для кодирования логического
нуля используется нулевой потенциал,
а логическая единица кодируется либо
положительным потенциалом, либо
отрицательным, при этом потенциал каждой
новой единицы противоположен потенциалу
предыдущей.

Код
AMI частично ликвидирует проблемы
постоянной составляющей и отсутствия
самосинхронизации, присущие коду NRZ.
Это происходит при передаче длинных
последовательностей единиц. В этих
случаях сигнал на линии представляет
собой последовательность разнополярных
импульсов с тем же спектром, что и у кода
NRZ, передающего чередующиеся нули и
единицы, то есть без постоянной
составляющей и с основной гармоникой
N/2 Гц (где N — битовая скорость передачи
данных). Длинные же последовательности
нулей также опасны для кода AMI, как и для
кода NRZ — сигнал вырождается в постоянный
потенциал нулевой амплитуды. Поэтому
код AMI требует дальнейшего улучшения,
хотя задача упрощается — осталось
справиться только с последовательностями
нулей.

В
целом, для различных комбинаций бит на
линии использование кода AMI приводит к
более узкому спектру сигнала, чем для
кода NRZ, а значит, и к более высокой
пропускной способности линии. Например,
при передаче чередующихся единиц и
нулей основная гармоника fo имеет частоту
N/4 Гц. Код AMI предоставляет также некоторые
возможности по распознаванию ошибочных
сигналов. Так, нарушение строгого
чередования полярности сигналов говорит
о ложном импульсе или исчезновении с
линии корректного импульса. Сигнал с
некорректной полярностью называется
запрещенным сигналом
(signal violation).

В
коде AMI используются не два, а три уровня
сигнала на линии. Дополнительный уровень
требует увеличение мощности передатчика
примерно на 3 дБ для обеспечения той же
достоверности приема бит на линии, что
является общим недостатком кодов с
несколькими состояниями сигнала по
сравнению с кодами, которые различают
только два состояния.

Потенциальный код с инверсией
при единице

Существует код,
похожий на AMI, но только с двумя уровнями
сигнала. При передаче нуля он передает
потенциал, который был установлен в
предыдущем такте (то есть не меняет
его), а при передаче единицы потенциал
инвертируется на противоположный. Этот
код называется потенциальным
кодом с инверсией при единице

(Non Return to Zero with ones Inverted, NRZI).
Этот код удобен в тех
случаях, когда
использование третьего уровня сигнала
весьма нежелательно, например в оптических
кабелях, где устойчиво распознаются
два состояния сигнала — свет и темнота.
Для улучшения потенциальных кодов,
подобных AMI и NRZI, используются два метода.
Первый метод основан на добавлении в
исходный код избыточных бит, содержащих
логические единицы. Очевидно, что в этом
случае длинные последовательности
нулей прерываются и код становится
самосинхронизирующимся для любых
передаваемых данных. Исчезает также
постоянная составляющая, а значит, еще
более сужается спектр сигнала. Но этот
метод снижает полезную пропускную
способность линии, так как избыточные
единицы пользовательской информации
не несут. Другой метод основан на
предварительном «перемешивании»
исходной информации таким образом,
чтобы вероятность появления единиц и
нулей на линии становилась близкой.
Устройства, или блоки, выполняющие такую
операцию, называются скрэмблероми
(scramble — свалка, беспорядочная
сборка). При скремб-лировании используется
известный алгоритм, поэтому приемник,
получив двоичные данные, передает их
на дескрэмблер, который
восстанавливает исходную последовательность
бит. Избыточные биты при этом по линии
не передаются. Оба метода относятся к
логическому, а не физическому кодированию,
так как форму сигналов на линии они не
определяют. Более детально они изучаются
в следующем разделе.

Биполярный
импульсный код

Кроме потенциальных
кодов в сетях используются и импульсные
коды, когда данные представлены полным
импульсом или же его частью — фронтом.
Наиболее простым случаем такого подхода
является биполярный
импульсный код,
в котором
единица представлена импульсом одной
полярности, а ноль — другой (рис.2.6, в).
Каждый импульс длится
половину такта. Такой код обладает
отличными самосинхронизирующими
свойствами, но постоянная составляющая
может присутствовать, например, при
передаче длинной последовательности
единиц или нулей. Кроме того, спектр у
него шире, чем у потенциальных кодов.
Так, при передаче всех нулей или единиц
частота основной гармоники кода будет
равна N Гц, что в два раза выше основной
гармоники кода NRZ и в четыре раза выше
основной гармоники кода AMI при передаче
чередующихся единиц и нулей. Из-за
слишком широкого спектра биполярный
импульсный код используется редко.

Манчестерский
код

В
локальных сетях до недавнего времени
самым распространенным методом
кодирования был так называемый
манчестерский код. На
рисунке 2.6,г показан процесс формирования
биполярного фазоманипулированного
самосинхронизирующегося линейного
кода без возвращения к нулю – “Манчестер
2”. Он применяется в технологиях Ethernet
и Token Ring.

В
манчестерском коде для кодирования
единиц и нулей используется перепад
потенциала, то есть фронт импульса. При
манчестерском кодировании каждый такт
делится на две части. Информация
кодируется перепадами потенциала,
происходящими в середине каждого такта.
Единица кодируется перепадом от низкого
уровня сигнала к высокому, а ноль —
обратным перепадом. В начале каждого
такта может происходить служебный
перепад сигнала, если нужно представить
несколько единиц или нулей подряд. Так
как сигнал изменяется по крайней мере
один раз за такт передачи одного бита
данных, то манчестерский код обладает
хорошими самосинхронизирующими
свойствами.
Полоса
пропускания манчестерского кода уже,
чем у биполярного импульсного. У него
также нет постоянной составляющей, а
основная гармоника в худшем случае (при
передаче последовательности единиц
или нулей) имеет частоту N Гц, а в лучшем
(при передаче чередующихся единиц и
нулей) она равна N/2 Гц, как и у кодов AMI
или NRZ. В среднем ширина полосы
манчестерского кода в полтора раза уже,
чем у биполярного импульсного кода, а
основная гармоника колеблется вблизи
значения 3N/4. Манчестерский код имеет
еще одно преимущество перед биполярным
импульсным кодом. В последнем для
передачи данных используются три уровня
сигнала, а в манчестерском — два.

Потенциальный код 2В1Q

На рис.2.6, д
показан потенциальный код
с четырьмя уровнями сигнала для
кодирования данных. Это код 2В1Q
название которого отражает
его суть — каждые два бита (2В) передаются
за один такт сигналом, имеющим четыре
состояния (1Q). Паре бит 00 соответствует
потенциал -2,5 В, паре бит 01 соответствует
потенциал -0,833 В, паре 11 — потенциал
+0,833 В, а паре 10 — потенциал +2,5 В. При этом
способе кодирования требуются
дополнительные меры по борьбе с длинными
последовательностями одинаковых пар
бит, так как при этом сигнал превращается
в постоянную составляющую. При случайном
чередовании бит спектр сигнала в два
раза уже, чем у кода NRZ, так как при той
же битовой скорости длительность такта
увеличивается в два раза. Таким образом,
с помощью кода 2B1Q можно по одной и той
же линии передавать данные в два раза
быстрее, чем с помощью кода AMI или NRZI.
Однако для его реализации мощность
передатчика должна быть выше, чтобы
четыре уровня четко различались
приемником на фоне помех.

Заключение.

Модель OSI
представляет собой архитектуру, которая
подразделяет сеть передачи на семь
уровней.

  • Каждый
    из семи уровней находит в модели
    OSI
    добавочную информацию помимо данных,
    пересылаемых по сети.

  • Модель
    OSI
    обеспечивает описание того, каким
    образом сетевое аппаратное и программное
    обеспечение, работая совместно,
    применительно к уровням, делают возможным
    обмен информацией между ЭВМ сети.

  • Товарный
    дизайн сетевых продуктов основан на
    представлениях модели OSI.

  • Модель
    также помогает при возникновении
    проблем (неисправностей) обеспечивая
    посылку справочного кадра, который
    описывает, как компоненты должны
    функционировать.

  • В
    локальных сетях самым распространенным
    методом кодирования является так
    называемый манчестерский
    код.

ВОПРОСЫ ДЛЯ
САМОПРОВЕРКИ:

  1. Чем
    обусловлена необходимость разработки
    эталонной модели OSI/ISO?

  2. Дать
    характеристику каждого из семи уровней
    модели OSI/ISO?

  3. Как соотносятся
    аппаратные и программные средства на
    различных уровнях модели?

  4. Поясните
    термин “транспорентность”
    и его
    физический смысл?

  5. Применение
    концепции прозрачности к различным
    аспектам сети.

  6. Чем
    отличается модель, используемая в ЛВС,
    от модели OSI/ISO?

  7. Какой
    смысл вкладывается в понятия сетезависимые
    и
    сетенезависи
    мыемые
    протоколы?

  8. Способы
    синхронизации информации в сетях.

  9. Формирование
    кода «Манчестер
    2».

3.3.1 OSI модель


В 1984 году ISO определило стандарты (или сборник правил) для разработчиков
сетевых устройств, что дало воможность взимодействия их прдуктов в различных
средах. Этот стандарт известен под именем OSI
(Open Systems Interconnect) модели и состоит из семи уровней взаимодействия
компонетов сети (перечисленных снизу вверх): физический (Physical) , уровень соединения (Data link), сетевой (Network),
транспортный (Transport), сеансовый (Session), уровень представления (Presentation),
прикладной (Application). Для каждого уровня разрабатываются свои протоколы,
которые обеспечивают сетевое взаимодействие широкого класса устройств. Каждый уровень взаимодействует
с соседними уровнями (непосредственно выше и непосредственно ниже). Коммуникация
с сетью начинается с прикладного уровня и проходит путь до физического уровня. Отправленная информация поступает в среду передачи и
движется до принимающего компьютера, где она проходит OSI уровни начиная с нижнего (физического), поднимаясь
вверх до прикладного уровня. Между соответствующими уровнями с одной и сдругой
стороны устанавливаются виртуальные соединения: первое физическое, второе
соединения, третье сетевое и т. д.. Создаётся эффект взаимодействия (при помощи
протоколов) соответствующих уровней между собой. 


Рисунок 3‑15. Конечные устройства
одного уровня OSI модели обмениваются информацией между собой (Источник: Learning
Materials for Information Technology Professionals (EUCIP-Mat))


Передача данных от одного
процесса другому осуществляется следующим образом. Постепенно переходя с
верхнего уровня на нижний, данные преобразуются «обрастают» дополнительными
данными, которые анализируются протоколами соответствующих уровней на
сопредельной стороне.


Следует заметить, что:


  • каждый уровень рассматривает информацию с соседнего, выше него расположенного уровня единым
    блоком, который надо переслать до пункта назначения.

  • Разные уровни
    протоколов передающей и принимающей сторон не взаимодействуют друг с другом
    напрямую: они взаимодействуют чере физический уровень. Физическая
    связь осуществляется по сравнению с
    логической (виртуальными) разными путями.


На этом
уровне пользователь работает с конкретным приложением, с помощью
которого он создаёт некое сообщение (запрос), содержащее нужную информацию.
Например, это может быть веб-страница на основе HTTP протокола или отправка e-письма на основе
SMTP
протокола. Задачей
на этом уровне у принимающего компьютера является передача этого сообщения
соответствующему приложению.


На уровене представления информация, составляющая сообщение, представляется
данными заданного формата. К функциям форматирования на этом уровне относятся
упаковка данных, их шифрование, изменение кодовых таблиц.


Протоколы сеансового уровня проверяют права пользователя
на подключение к сети, и если с правамивсё в порядке, передают сообщение на транспортный
уровень. На этом уровне управляется диалог между компьютерами. Сначала стороны
обмениваются правилами поддержки сеанса, затем осуществляется передача, по
окончанию которой сеанс прерывается.


На транспортном
уровне сообщение нарезается на небольшие пакеты стандартного размера.
Каждый пакет получает заголовок с номером, который позволит восстановить
сообщение на принимающем компьютере. Если пакет потеряется при доставке, то
снова осуществляется посылка только этого пакета. Прибытие же пакета на место
назначение подтверждается принимающим компьютером.Протоколами транспортного
уровня являются TCP и UDP.


Протоколы сетевого уровня отвеечают за движение данных в
сети. На этом уровне принимаются решения по маршрутизации пакетов. Каждый пакет
должен получить адрес, по которому произойдёт его доставка. Сетевой уровень
управляет передачей пакетов между устройствами, используя их логические адреса,
которые уникально идентефицируют каждую систему в сети, а также ту сеть, в
которой данная система находится. На сетевом уровне к пакетам добавляются IP адреса
отправителя и получателя. Сетевой уровень позволяет транспортному уровню
отсылать пакеты независимо от того, находится компьютер-получатель в той же
самой локальной сети или где-то в глобальной сети.


На уровне
соединения происходит переход данных, представляющих сообщение, к сигналам , представляющим
данные. Сигналы модулируются в соответствии с данными, полученными с сетевого
уровня. В
компьютере эти функции модуляции выполняет сетевой адаптер или модем.


Сетевой уровень состоит из двух подуровней:


  • Логический канальный контроль (LLC — Logical link control), где
    производится проверка на ошибки и их исправление

  • Подуровень
    управления доступом к среде передачи (MAC -Media access control), на котором
    обнаруживается физический адрес конечного устройства и то, как осуществляется
    контроль средой передачи CSMA/CD
    или Token Passing).


На уровне соединения происходит присоединение к IP адресу MAC адреса
отправителя и получателя.

Реальный информационный обмен происходит на физическом уровне. Здесь

есть только элетрические сигналы, из которых принимающий компьютер способен

выделить информационные биты и далее восстановить байты данных и воспроизвести

сообщение.

Роль сетевой модели OSI в построении промышленных сетей



Международной организацией по стандартизации (InternationalStandardizationOrganization — ISO) было разработана сетевая модель OSI (англ. OpenSystemInterconnectionReferenceModel — модель взаимодействия открытых систем), которая решает проблему стандартизации подключений различного оборудования.

Сетевая модель OSI — абстрактная модель для разработки сетевых протоколов и сетевых коммуникаций, единого представления данных в сетях с различными устройствами и программным обеспечением. Данная модель, реализующая уровневый подход к сети, определяет процедуры и правила передачи данных в различных сетевых средах. Она представляет из себя семиуровневую сетевую иерархию, уровни которой, изображенные на рисунке, выполняют определенные задачи в процессе передачи информации по сети и обслуживают различные части процесса области взаимодействия открытых систем.

Модель ISO определяет цель эталонной модели следующим образом: «Обеспечение общей базы для координации разработки стандартов, предназначенных для взаимодействия систем, с учетом того, что в перспективе существующие стандарты будут описаны в рамках общей эталонной модели».

По существу, OSI является управляющей структурой, которая упрощает передачу данных в иерархической системе из семи уровней. Каждый уровень имеет определенное назначение и взаимодействует с соседними верхним и нижнем уровнями. Стандарты определяются для каждого уровня таким образом, чтобы обеспечить некоторую гибкость, позволяя проектировщикам системы разрабатывать независимые уровни протоколов. Любые два или более уровней вместе образуют так называемый стек протоколов.

Модель OSI, показанная в таблице 1, полезна в обеспечении универсальной основы для всех коммуникационных систем. Однако она не определяет реальный протокол, который должен использоваться на каждом уровне. Предполагается, что группы производителей в различных отраслях промышленности, сотрудничая, выработают стандарты программного и аппаратного обеспечения, наиболее подходящие именно для их отрасли. Те же, кто ищет единый базис для своих специфических требований к обмену данными, с энтузиазмом воспользовались моделью OSI и используют ее в качестве основы для выработки своих промышленных стандартов, таких как Fieldbus и HART.

Таблица 1

Семиуровневая сетевая модель OSI

Номер уровня

Название

Назначение

Пример

1

Физический

Электрические и механические свойства системы

Стандарт l0BaseT

Стандарт 10Base2/10Base5 Стандарт 10 BaseF

2

Канальный

Передача по физическому адресу по сети. Создание кадров данных и коррекция ошибок

Ethernet Token Ring Протокол Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection — Сети с множественным доступом с контролем несущей и обнаружением коллизий

3

Сетевой

Определение пути передачи сообщения от одной сети к другой

Internet Protocol

Internetwork Packet Exchange Datagram Delivery Protocol

4

Транспортный

Определение канала передачи сообщений от одного прикладного процесса к другому

Transmission Control Protocol Sequenced Packet Exchange Apple Talk Transaction Protocol — Протоколуправлениятранзакциями Apple Talk

5

Сеансовый

Организация и синхронизация передачи данных

Сервисы печати

Разделяемые файловые системы

6

Представительный

Форматирование или кодирование/декодирование данных

Код AmericanStandardCodeforInformationInterchange — Американский стандартный код для обмена информацией

7

Прикладной

Передача данных, обмен сообщениями

Электронная почта Удаленный доступ

Важно понимать, что эталонная модель OSI является не протоколом или набором правил написания протокола, а общим каркасом, определяющим протоколы. Построение модели OSI четко и конкретно определяет функции или службы, которые должны обеспечиваться каждым из семи уровней (или слоев).

Взаимодействие уровней сетевой модели OSI можно поделить на две модели взаимодействия:

‒ Горизонтальная модель взаимодействия, которая обеспечивает связь программ и процессов на различных устройствах;

‒ Вертикальная модель взаимодействия, которая обеспечивает работу между сетевыми уровнями на одном устройстве.

При передаче данных происходит взаимодействие между сетевыми уровнями, изображенными на рисунке 1, устройства-отправителя и устройства-получателя. Такая связь именуется логической или виртуальной, хотя на самом деле взаимодействие происходит между смежными уровнями одного устройства. Устройство-отправитель получает запрос, на основание которого формируется сообщение стандартного формата, имеющее заголовок определенного уровня и поля данных.

Сообщение проходит по стеку между уровнями, где на основании информации, полученной из заголовка верхнего уровня, выполняются определенные функции и добавляется заголовок текущего уровня, содержащий информацию для того же уровня устройства-получателя. Сообщение, передающееся вниз, «обрастает» заголовками всех уровней и принимаются по физической среде устройством-получателем. И снова, сообщение последовательно перемещается вверх до того же уровня, с которого это сообщение было отправлено устройством-отправителем.

Рис. 1. Взаимодействие устройств в модели OSI

Роль каждого уровня в этой сетевой модели — анализ и обработка заголовков, несущих информацию своего уровня, относительно которой происходит выполнение соответствующих уровню функций, а затем заголовок удаляется и сообщение передается на уровень выше.

При горизонтальной модели взаимодействия двум устройствам требуется общий протокол, реализующий обмен данными между ними. В вертикальной модели соседние уровни обмениваются информацией с использованием API (ApplicationProgrammingInterface) — интерфейса прикладных программ.

Прикладной уровень является самым верхним уровнем OSI/RM. Он отвечает за предоставление приложениям доступа к сети. Примерами задач прикладного уровня являются передача файлов, электронная почта и сетевое управление.

Для выполнения этих задач прикладной уровень передает запросы программ и данных на уровень представления, который отвечает за кодирование данных прикладного уровня и их перевод в соответствующую форму.

Представительный уровень преобразует данные в форму, подходящую для транспортного уровня. Он преобразует формат и синтаксис данных, обеспечиваемых приложениями, и производит кодирование и сжатие данных.

Сеансовый уровень управляет взаимодействием между устройствами. Он определяет использование программного обеспечения, которое позволяет обращаться к другому устройству по имени, а не с помощью двоичного адреса (логическая адресация). Он также обеспечивает восстановление прерванных сеансов связи.

Транспортный уровень определяет:

‒ управление связью между двумя концами системы;

‒ передачу данных с согласованным качеством;

‒ учет и корректное сегментирование пакетов в больших сообщениях, что улучшает надежность передачи данных.

Сетевой уровень определяет:

‒ маршрутизацию пакетов информации по сети;

‒ регламентирование и передачу сообщений состояния другим устройствам сети;

‒ разбиение больших пакетов, принимаемых от транспортного уровня, на маленькие пакеты;

‒ обеспечение прохождения кадров через нижерасположенную сеть.

Из-за определенной направленности промышленной сети из всех семи уровней сетевой модели OSI используются только два: физический и канальный.

Физический уровень является первым уровнем сетевой модели OSI. Он предназначен для объединения с совокупностью физической среды, аппаратных и программных средств, обеспечивающих передачу сигналов между системами. Первый уровень модели OSI определяет метод передачи данных, представленных в бинарном виде, от одного устройства к другому. Единицей измерения, используемой на данном уровне, является бит, то есть физический уровень осуществляет передачу потока битов по физической среде с использование соответствующего интерфейса.

Физический уровень состоит из подуровня стыковки со средой и подуровня преобразования передачи. Подуровень стыковки обеспечивает совмещение потока данных с используемым физическим каналом связи. Подуровень преобразования передачи осуществляет преобразования, связанные с применяемыми протоколами. Физический уровень описывает процедуры передачи сигналов в канал и получения их из канала, а также обеспечивает физический интерфейс с каналом передачи данных. На данном уровне определяются различные параметры (электрические, механические, функциональные, процедурные) для физической связи в системах. Преобразование данных в оптические или электрические сигналы происходит от вышележащего канального уровня. Эти сигналы отправляются через среду передачи на приемный узел.

Физический уровень выполняет следующие функции:

  1. Идентификация каналов.
  2. Прослушивание каналов.
  3. Установление и разъединение физических соединений.
  4. Передачи и прием сигналов в последовательном канале.
  5. Оповещение о появлении неисправностей и отказов в сети.

На физическом уровне происходит выявление определенного класса неисправностей, затрудняющих работу сети: оповещение о столкновение кадров, отправленных сразу несколькими системами, обрыв канала, отключение питания, потеря механического контакта. Предоставляемые канальному уровню виды сервиса, определяются протоколами физического уровня. При подключение к одному каналу, в котором передача сигналов разрешается только одной из групп систем, используется прослушивание каналов, позволяющее определить, свободен ли он для передачи.

Во всех устройствах, подключенных к сети, реализуются функции физического уровня. За выполнением функций физического уровня со стороны компьютера отвечает сетевой адаптер. Единственным типом оборудования, работающим только на физическом уровне, является повторитель.

Физический уровень устанавливает такие виды сред передачи данных как витая пара коаксиальный, оптоволокно, спутниковый канал передачи данных.

Канальный уровень является вторым уровнем сетевой модели OSI. Он определяет правила получения доступа к среде передачи данных, логическую топологию сети, решает вопросы, связанные с адресацией физических устройств в рамках логической сети и управлением передачей информации (синхронизация передачи и сервис соединений) между сетевыми устройствами.

Единицей измерения канального уровня являются кадры (frame). Кадры — это структура, в которой размещены данные. Канальный уровень осуществляет передачу кадров между устройствами, подключенных к одному сетевому сегменту, от сетевого уровня к физическому. При передачи бит на физическом уровне не всегда учитывается, что в некоторых сетях линия связи используется попеременно несколькими устройствами сразу. Поэтому проверка доступности среды передачи данных является одной из задач канального уровня, как и реализация методов поиска и коррекции ошибок.

Помещая определенную последовательность бит, в начало и конец каждого кадра, изображенного на рисунке, канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, показанного на рисунке 2.

Рис. 2. Структура кадра канального уровня

Далее, суммируя определенным образом байты и добавляя контрольную сумму, кадры доходят до получателя, где снова вычисляется контрольная сумма полученных данных и сравнивается результат с суммой из кадра. При совпадение сумм, кадр считает правильным, в противном случае, регистрируется ошибка.

Канальным уровнем определяется доступ к среде и управление передачей данных по каналу. При получение кадров из них формируются переданные блоки данных, размер которых зависит от качества канала и способа передачи. При больших размерах блоки данных делятся на кадры и передаются в виде последовательностей.

Канальный уровень выполняет следующие функции:

  1. Установление, расторжение и управление канальных соединений и идентификация их портов.
  2. Обнаружение и коррекция ошибок.
  3. Организация передачи кадров.
  4. Передача данных, закодированных различными способами, по логическим каналам.
  5. Управление потоками данных.

Литература:

  1. Парк Дж., Маккей С., Райт Э. Передача данных в системах контроля и управления. / Парк Дж., Маккей С., Райт Э; [перевод с англ. В. В. Савельева]. — М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. — 480 с.
  2. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. / Олифер В. Г., Олифер Н. А. — СПб.: Питер, 2010–944 с.

Основные термины (генерируются автоматически): OSI, физический уровень, канальный уровень, уровень, сетевая модель, передача данных, ISO, прикладной уровень, сеть, устройство.

Тренинг Cisco 200-125 CCNA v3.0. Сертифицированный сетевой специалист Cisco (ССNA). День 2. Модели OSI и TCP-IP

Из предыдущего видео мы узнали об основах сети, а сегодня поговорим о модели OSI и модели TCP/IP. Когда я говорю моделях, то имею ввиду не что иное, как набор правил, или набор стандартов. Вы можете спросить, зачем нужен набор правил или стандартов в компьютерной индустрии? Чтобы это понять, нам нужно узнать немного об истории компьютерной индустрии.

Не так давно состоялась ожесточенная битва между IBM и Digital Equipment Corporation (DEC) за то, кто из них является ведущим производителем компьютеров. Но при этом возникла проблема. Оба этих производителя выпускали компьютерное оборудование, которое было несовместимо друг с другом. То есть если вы купили компьютер IBM, то вам нужно было приобрести для него монитор, принтер и все остальное тоже у IBM. Аналогично, если вы купили устройство от DEC, то должны были купить все аксессуары и другие устройства этого же производителя, чтобы ими можно было пользоваться.

Было много компаний, которые купили оборудование обоих производителей, так, что, например, в бухгалтерии имелись компьютеры IBM, а отдел маркетинга был оборудован компьютерами DEC. В результате эти устройства не могли ни общаться, ни поделиться информацией друг с другом. Таким образом, отсутствие единого стандарта не позволяло двигаться компьютерным технологиям вперёд. Это происходило примерно в то время, когда Международная организация по стандартам, известная как ISO, пришла к выводу, что существует необходимость создания общего компьютерного стандарта. ISO разработала OSI — Open System Interconnect, или эталонную модель OSI. Примерно в то же время был создан конкурирующий стандарт — модель TCP/IP, появлению которого посодействовало Министерство обороны. Модель TCP/IP больше похожа на урезанную версию модели OSI и по причине большей актуальности стала отраслевым стандартом. Чтобы получить понятие о моделях, необходимо рассмотреть понятие «уровень стека». Рассмотрим его на примере изображенного на картинке офиса. В каждом офисе есть разные уровни сотрудников: генеральный директор, старший офисный персонал, менеджер по зарплате, аккаунт менеджер, менеджер по обслуживанию, обслуживающий персонал, младший офисный персонал – самые разные сотрудники. Причина, по которой в штате каждой компании есть разные сотрудники с разными названиями должностей, объясняется тем, что они выполняют разные обязанности и имеют разный уровень ответственности.

Поэтому когда что-то не сделано или не выполнена какая-то конкретная задача, вы знаете, кто несет за это ответственность. Например, если зарплата не перечислена вовремя, то за это отвечает менеджер по зарплате. Не важно, что в этом может быть виноват банк, первый контакт, который вы используете для выяснения вопроса – это менеджер по зарплате. Если ваш офис не убирается, то за это ответственный хозяйственный отдел. То есть должностная иерархия позволяет распределить ответственность.

Точно так же нам нужно обладать знаниями о модели OSI и модели TCP/IP, потому что при изучении компьютерных сетей или при возникновении в них проблем нам нужно знать, что на каком уровне работает. Потому что в случае неполадки нам не понадобится проверять всё оборудование, так как используя уровневый подход, мы будем точно знать, в чем может быть проблема.

Перейдём непосредственно к моделям, чтобы разобраться, как они работают и какие уровни в этом участвуют. Давайте сравним обе модели.

Слева вы видите уровни модели OSI, справа — TCP/IP. Позвольте мне взять маркер, чтобы было понятнее. Я промаркировал уровни разыми цветами, так что вы не запутаетесь. Начнем обсуждение слева, с модели OSI. Прежде чем мы пойдем дальше, я подчеркну, что как студенты-сетевики, вы должны знать все эти уровни и их расположение наизусть!

Вам нужно знать, что уровень 7 – это прикладной уровень, 6 уровень – уровень представления, 5 уровень – сеансовый. Вам нужно знать, где находятся эти уровни! Один из способов запоминания последовательности уровней – это использование мнемоники. Одной из самых популярных фраз для запоминания уровней OSI Physical, Data link, Network, Transport, Session, Presentation, Application снизу вверх звучит так: Please, Do Not Throw Sausage Pizza Away (Пожалуйста, не выбрасывайте пиццу с колбасой)!

Если вы хотите запомнить расположение уровней сверху вниз, пользуйтесь фразой All People Seem To Need Data Processing (Кажется, все люди нуждаются в обработке данных).

В способе запоминания — сверху вниз или снизу вверх — выбор остается за вами, вы просто должны помнить, что 1 уровень физический, а 7 – прикладной. Некоторые люди путаются, считая, что уровни идут по нарастающей сверху вниз, и 1 уровень – это прикладной. Это не так, первый уровень – физический, а прикладной – это 7 уровень.

Если вы хотите запомнить расположение уровней модели TCP/IP, используйте мнемонику «TCP/IP comes in A TIN». Это ничего не значит, вам просто нужно запомнить A TIN – Application, Transport, Internet, Network. Если у вас есть лучший способ запоминания, пользуйтесь им, пока твердо не выучите эти последовательности.

Итак, начнем с прикладного уровня. Прикладной уровень – это точка контакта для всех сетевых приложений, общая точка их соприкосновения. Многие авторы говорят и пишут, что все приложения на вашем компьютере находятся на этом уровне приложений, что не соответствует действительности. Во-первых, прикладной уровень касается только сетевых приложений, во-вторых, любые приложения на вашем компьютере не имеют ничего общего с прикладным уровнем, если они не общаются по сети.

Чтобы вам было легче это понять, приведу простой пример. Предположим, что вы удалили с вашего ПК драйверы интерфейса беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth, драйверы сетевой карты Ethernet или даже физически удалили эти устройства. Так вот, если вы теперь запустите, например, Microsoft Word, он не сможет общаться с прикладным уровнем и из-за это не сможет общаться ни с каким другим уровнем. Это потому, что Microsoft не может получить доступ к сети, потому что ваша операционная система даже не имеет сетевой карты!

Точно так же в обычной системе, если вы запустите веб-браузер, например, Chrome, IE, Safari и наберёте в адресной строке что-то вроде www.cnn.com, веб-браузер создаст http-запрос, который взаимодействует с прикладным уровнем. Прикладной уровень передаёт эти данные уровню представления (часто ошибочно называемому представительским уровнем), уровень представления передаёт их сеансовому уровню, тот – транспортному и так до тех пор, пока данные не достигнут физического уровня. Вот как это работает.

Таким образом, если приложение взаимодействует с сетями, то это происходит только через прикладной уровень. Этот уровень обеспечивает доступ к сетевым службам. На этом уровне работают протоколы FTP, TFTP, SNMP, DNS, HTTP, их довольно много. Вы можете просто «погуглить» полный список всех протоколов, работающих на этом уровне!

Далее мы рассмотрим уровень представления. Этот уровень осуществляет представление и шифрование данных. Уровень представления – то, где происходят все преобразование данных, он отвечает за кодирование данных, то есть после него данные для других уровней становятся одинаковыми, независимо от того, картинка это или документ. Затем он принимает данные, поступающие на обратном пути со сеансового уровня, преобразует их в презентабельный вид и передаёт на прикладной уровень. Поэтому если у вас есть необработанные данные, поступающие со сеансового уровня, они преобразуются на уровне представления. Если это изображение, уровень создает изображение, если это документ Word, он создает документ Word. Кроме того, на этом уровне работают все службы шифрования, такие, как TLS и SSL.

Далее у нас расположен сеансовый уровень, который создает и поддерживает сеансы передачи данных. Предположим, что ваш компьютер запускает два приложения – программу Telnet и браузер IE. Оба эти приложения получают доступ к сети. Поэтому этот уровень создает 2 различные сессии и поддерживает их. Таким образом, когда сеанс веб-браузера прекращается, сеанс Telnet не оборвётся, потому что они являются отдельными сеансами. То есть этот уровень поддерживает различные сеансы.

Вы видите, что три верхних уровня 5,6,7 модели OSI и уровень 4 модели TCP/IP промаркированы одинаковым синим цветом. Как сетевой инженер, особенно сетевой инженер Cisco, я сделал это по той причине, что мы очень редко будем обращаться к уровням 5,6,7. Это связано с тем, что большинство устройств Cisco не смотрят дальше 4 уровня. Уровни 1, 2, 3 и 4 очень важны для инженера Cisco, а уровни 5,6,7 не так критичны. Вам просто нужно знать, как это работает, и вы в основном узнали, что делают эти три верхних уровня. Дело в том, что о них в основном заботится операционная система, но относительно работы уровней 1, 2, 3 и 4 вы как сетевой инженер должны знать абсолютно всё.

Теперь мы перейдём к рассмотрению транспортного уровня. Этот уровень также важен для сетевого инженера. Когда идущая сверху информация поступает на транспортный уровень, он разбивает данные на управляемые сегменты, а на обратном пути опять собирает их из сегментов. Для создания инкапсуляции транспортный уровень добавляет свой собственный заголовок каждому сегменту.

Транспортный уровень принимает два важных решения: использовать доверенное (TCP) или недоверенное (UDP) соединение, и создаёт номера портов. Когда приложениям нужно использовать доверенное соединение, применяется TCP – протокол управления передачей. Если допускается установление недоверенного соединения, транспортный уровень использует UDP – протокол пользовательских датаграмм. Когда я говорю «доверенный», это не значит, что он лучше, чем «недоверенный», единственное различие между ними состоит в том, что при установке доверенного соединения необходимо получить подтверждение для каждого отправленного пакета. В недоверенном соединении подтверждать получение каждого сегмента передачи не нужно, поэтому оно работает быстрее из-за меньших накладных расходов. Так, если у нас имеются приложения реального времени, они будут использовать UDP, потому что это быстрее, и это происходит в реальном времени. Если вы смотрели потоковое видео или прямую онлайн-трансляцию, временами на экране появляются зеленые пиксели. Это означает, что информация для этого сегмента изображения, или этого пикселя, не была получена, и принимающее устройство не имеет никакого способа известить об этом передающее устройство.

Вторая функция, о которой заботится транспортный уровень, это создание номеров портов. Номер порта — это число, которое прикрепляется к IP-адресу, чтобы определить, от какого процесса приходит информация. Транспортный уровень создает случайный номер порта источника (процесса-отправителя) и присоединяет номер порта пункта назначения (получателя). Так что если ваш трафик поступает на сервер, то сервер имеет стандартный номер порта 80. Если вы собираетесь отправить данные на IP-адрес 10.10.10.10, то транспортный уровень добавляет к этому адресу номер порта 80, в результате чего создаётся сокет 10.10.10.10.80, представляющий собой не что иное, как IP-адрес и номер порта.

Транспортный уровень создает сокет и отправляет его ниже, сетевому уровню. Он также добавляет номер порта источника. Зачем нужен этот номер? Причина в том, что если на компьютере запущено 2 приложения, и данные приходят на один и тот же IP-адрес, то транспортный уровень должен знать, какие данные передаются какому приложению. Он определит это по номеру порта источника.

Далее мы рассмотрим сетевой уровень. Когда сетевой уровень получает сегмент от транспортного уровня, он добавляет к нему заголовок сетевого уровня. Добавление заголовка превращает сегмент в пакет.

Таким образом, одна из важнейших функций сетевого уровня является перевод физических IP-адресов в логические адреса, то есть логическая адресация. О ней мы узнаем в следующем видео «День 3». Пока что просто запомните, что сетевой уровень – это уровень, на котором добавляются IP-адреса и происходит выбор оптимального пути для передачи данных. Оптимальный путь означает, что сетевой уровень сравнивает IP-адреса и проверяет, находится ли IP-адрес назначения в локальной подсети. Если он не находится в локальной подсети, то уровень найдет оптимальный путь к пункту назначения.

Далее у нас находится канальный уровень. Когда пакет поступает из сети, канальный уровень добавляет к нему канальный заголовок. В результате пакет превращается во фрейм. Канальный уровень отвечает за MAC-адресацию. MAC — это не что иное, как сокращение от Media Access Control, а MAC – адрес — это аппаратный адрес.

Это означает, что каждая сетевая карта вашего компьютера имеет собственный MAC-адрес. Он также известен как Burn-in-Address, который нельзя изменить. Существуют программные способы подмены адреса, но физически его невозможно изменить.

Это уровень, на котором происходит проверка ошибок. Поэтому, когда информация поступает с физического уровня, канальный уровень проверяет её на наличие ошибок, возникших в процессе передачи, и исправляет их. Он может использовать циклическую проверку избыточности – алгоритм вычисления контрольной суммы CRC, проверку четности или любой другой механизм проверки ошибок.

Затем следует физический уровень, где фактически происходит передача данных. Здесь данные существуют в виде битов. Этот уровень имеет дело с проводами, кабелями, аппаратными портами или разъемами и подобными вещами, которые обеспечивают процессы, происходящие на этом уровне. Когда кто-то говорит вам, что у него не работает интернет, вы как компьютерный или сетевой инженер начинаете работу с устранения неполадок на физическом уровне. В первую очередь вы проверите все разъёмы и кабели, и если они в порядке, перейдёте к поиску неполадок на 2,3,4 уровнях. Именно поэтому нам нужно знать о сетевых моделях и помнить, что любое изменение на одном из уровней не повлияет на соседние, потому что так предусмотрено стандартом.

Поэтому, если на физическом уровне вместо сетевого кабеля локальной сети я предпочту использовать беспроводную связь, это не должно никак отразиться на остальных уровнях, потому что изменение произошло только на физическом уровне. Таким образом, пока на физическом уровне получение информации происходит в штатном режиме, способ получения этой информации не имеет никакого значения.

Аналогично происходит и на сетевом уровне. Сейчас мы находимся в разгаре переходной фазы от IPv4 к IPv6, так что это изменение относится только к третьему уровню. Слой 4 и слой 2 от этого не пострадают, пока будет соблюдаться существующий стандарт и они будут получать данные так же, как это происходило ранее.

Такова красота многоуровневого подхода к организации сети. Если сравнить левую и правую половину рисунка, видно, что уровень 5,6,7 модели OSI сопоставим с уровнем 4 модели TCP / IP. Транспортный уровень выполняет аналогичные функции в обеих моделях, аналогичное соответствие имеет место на уровнях 2 и 3, а уровни 1 и 2 модели OSI по своим функциям соответствуют уровню 1 модели TCP/IP.

Далее мы рассмотрим, как функционирует модель OSI. Допустим, человечек слева собирается отправить информацию правому человечку и для этого создаёт данные. Поскольку мы условились, что три верхних уровня 5,6 и 7 нас не особо интересуют, перейдём сразу к 4 транспортному уровню, куда поступают наши данные.

Транспортный уровень принимает данные, сегментирует их и добавляет свой собственный заголовок – вы видите его на рисунке. Предположим, что здесь мы имеем дело с UDP, поэтому он не ждет подтверждений. Он отправляет сегмент 1 на сетевой уровень, тот добавляет в сегмент сетевой заголовок, и теперь он становится пакетом.

Далее сетевой уровень отправляет этот пакет 1 на канальный уровень. Тот принимает пакет и снабжает его заголовком Data Link.

Как вы видите, в отношении сегмента 2 действует та же процедура. Затем сегмент 1 переходит на физической уровень связи, который конвертирует его в последовательность битов и отсылает на физический уровень нашего адресата.

Итак, наш сегмент 1 был преобразован, и точно также в последовательность битов будет преобразован второй сегмент. К тому времени правый физический уровень уже примет предыдущий сегмент в виде физических битов и преобразует его в сегмент с соответствующим набором заголовков.

Получающие уровни на каждом шаге обрезают соответствующий заголовок и передают сегмент выше. Таким образом, когда сегмент 1 перейдёт с канального уровня на сетевой, он утратит заголовок канального уровня.

Аналогично произойдёт и со вторым сегментом. Когда сегмент 1 достигнет транспортного уровня, сетевой заголовок будет удалён. Далее транспортный уровень будет ждать, пока он не получит все переданные сегменты.

Это то, что делает транспортный уровень — ждёт, пока до него доберётся 2 сегмент.

После этого транспортный слой удалит все свои заголовки, объединит сегменты в массив данных и передаст данные верхним уровням, и правый человечек получит совершенно те же данные, что отослал ему левый человечек.

Это обобщенное представление того, как работает передача данных по сети. Это всё, что мы должны были выучить во втором видеоуроке. В последующих уроках мы изучим все остальные понятия, касающиеся сетей, и если вы чего-то не поймёте, обращайтесь ко мне на электронную почту [email protected] Благодарю за внимание.

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до весны бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $249 в Нидерландах и США! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

3.Сетевые устройства и средства коммуникаций

3.Сетевые устройства и средства коммуникаций

2.Базовая модель OSI (Open System
Interconnection)



 Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут
разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответствующие
вспомогательные средства для передачи сообщений. Похожие механизмы используются
для передачи сообщений от отправителя к получателю.



Для того чтобы привести в движение процесс передачи информации через линии
связи, необходимы машины с одинаковым кодированием данных и непосредственное
соединение между ними. Для единого представления данных в линиях связи, по
которым передается информация, сформирована Международная организация по
стандартизации (англ. ISO – International Standards Organization).



 ISO предназначена для разработки модели международного коммуникационного
протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные стандарты. Для
наглядного пояснения разделим ее на семь уровней. Международная организация по
стандартизации (англ. ISO) разработала базовую модель взаимодействия открытых
систем OSI (англ. Open Systems Interconnection) в 1984 году. Эта модель является
международным стандартом для передачи данных.



Модель содержит семь отдельных уровней:

  • Уровень № 1: физический – битовые протоколы передачи
    информации
  • Уровень № 2: канальный – формирование кадров,
    управление доступом к среде
  • Уровень № 3: сетевой – маршрутизация, управление
    потоками данных
  • Уровень № 4: транспортный – обеспечение
    взаимодействия удаленных процессов
  • Уровень № 5: сеансовый – поддержка диалога между
    удаленными процессами
  • Уровень № 6: представления данных – интерпретация
    передаваемых данных
  • Уровень № 7: прикладной – пользовательское
    управление данными



Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится
конкретная роль, в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача
передачи данных разделяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые
соглашения для связи одного уровня с выше– и нижерасположенными называют
протоколом. Так как пользователи нуждаются в эффективном управлении, система
вычислительной сети представляется как комплексное строение, которое
координирует взаимодействие задач пользователей.



С учетом вышеизложенного можно вывести следующую уровневую модель с
административными функциями, выполняющимися на пользовательском прикладном
уровне. Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника
данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от приемника данных (от
уровня 1 к уровню 7). Пользовательские данные передаются в нижерасположенный
уровень вместе со специфическим для уровня заголовком до тех пор, пока не будет
достигнут последний уровень. На приемной стороне поступающие данные
анализируются и, по мере надобности, передаются далее в вышерасположенный
уровень, пока информация не будет передана в пользовательский прикладной
уровень.



Уровень № 1. Физический (англ. physical).



Определяет механический и электрический интерфейс с физическим носителем (т.е.
коаксиальным кабелем или витой парой). Под этот уровень подходят физические
устройства, управляющие передающим данные электрическим напряжением.



Уровень № 2. Канальный (англ. data link).



Организует биты в «кадры», физический уровень передает их в виде электрических
импульсов. На этом уровне происходит отслеживание и исправление ошибок. Довольно
часто уровень передачи данных (т.е. канальный уровень) подразделяется еще на два
слоя, которые позволяют сгладить различие между физическими сетями,
используемыми для соединений в локальных и глобальных сетях. Деление происходит
на два подуровня: MAC (англ. Media Access Control – Управление передающей
средой) и LLC (англ. Logical Link Control – Управление логической связью).
Подуровень MAC предоставляет сетевым картам совместные доступ к физическому
уровню. Уровень MAC напрямую связан с сетевой картой и отвечает за безошибочную
передачу данных между двумя сетевыми картами. Подуровень LLC управляет передачей
данных и определяет точки логического интерфейса (англ. Service Access Points –
точки доступа к службам), которые другие компьютеры могут использовать для
передачи информации из подуровня LLC в высшие уровни OSI.



Уровень № 3. Сетевой (англ. network).



Использует предоставляемые нижележащим уровнем услуги связи для того, чтобы
организовать передачу данных по сети. Сетевой уровень устанавливает правила
связи компьютеров через многочисленные сегменты сети, включая «упаковку»
сообщений в пакеты, снабженные адресами. Этот уровень отвечает за надежность
передачи данных, основной его функцией является предоставление возможностей
передачи данных для вышележащего транспортного уровня. Стандартными протоколами
этого слоя являются CNLS, CONS, IP и IPX.



Уровень № 4. Транспортный (англ. transport).



Отвечает за надежность обработки данных, вне зависимости от нижележащих уровней.
Этот уровень управляет потоком данных в сети и контролем соединения между
конечными адресами. К стандартным протоколам этого уровня относятся Transport
Class 0, Class 1 и 4, относящиеся к модели OSI, TCP и SPX.



Уровень № 5. Сеансовый (англ. session).



Выполняет функцию посредника между верхними уровнями, которые ориентированы на
работу с приложениями, и нижними уровнями, ориентированными на коммуникации в
реальном времени. Сеансовый уровень предоставляет возможности для управления и
контроля данных в множестве одновременных соединений, контролируя диалог
связанных по сети приложений. Этот уровень обеспечивает возможности запуска,
приостановки, инициализации и перезапуска сети.



Уровень № 6. Представления данных (англ. presentation).



Определяет форму, которую принимают данные при обмене между рабочими станциями.
На компьютере–отправителе ПО этого уровня конвертирует данные из формата уровня
приложений в промежуточный, распознаваемый остальными уровнями формат. На
компьютере–получателе этот уровень совершает обратное преобразование данных.
Уровень представления также управляет средствами защиты сети от
несанкционированного доступа, предоставляя такие услуги, как кодирование данных.
Кроме того, этот уровень устанавливает правила передачи данных и занимается
сжатием передаваемой информации для повышения пропускной способности сети.



Уровень № 7. Прикладной (англ. application).



Предоставляет конечным пользователям возможность пользоваться сетью. На этом
уровне производятся высокоуровневые действия, управляемые компонентами локальной
операционной системы.



В отличие от остальных уровней модели OSI, этот уровень напрямую доступен
конечным пользователям. В его функции входят передача данных, обработка
сообщений, управление структурой каталогов, удаленное выполнение программ и
эмуляция терминал.



Для передачи информации по коммуникационным линиям данные преобразуются в
цепочку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух
состояний: «0» и «1»).



Передаваемые алфавитно–цифровые знаки представляются с помощью битовых
комбинаций. Битовые комбинации располагают в определенной кодовой таблице,
содержащей 4-, 5-, 6-, 7- или 8-битовые коды.



Количество представленных знаков в ходе передачи данных зависит от количества
битов, используемых в коде: код из 4 битов может представить максимум 16
алфавитно–цифровых знаков, 5–битовый код – 32 знака, 6–битовый код – 64 знака,
7–битовый – 128 знаков и 8–битовый код – 256 знаков.



При передаче информации как между одинаковыми, так и между различными
вычислительными системами применяют следующие коды. На международном уровне
передача символьной информации осуществляется с помощью 7–битового кодирования,
позволяющего закодировать заглавные и строчные буквы английского алфавита, а
также некоторые спецсимволы. Национальные и специальные знаки с помощью 7–битово
кода представить нельзя, для их передачи используют специальную шифровку и/или
перекодировку информации. Для представления национальных знаков применяют
наиболее употребимый 8–битовый код.



Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных
необходимо придерживаться согласованных и установленных правил. Все они
оговорены в протоколе передачи данных.



Протокол передачи данных требует следующей информации:

  • Синхронизация. Под синхронизацией понимают
    механизм распознавания начала блока данных и его конца.

  • Инициализация. Под инициализацией понимают
    установление соединения между взаимодействующими партнерами по сеансу связи.

  • Блокирование. Под блокированием понимают
    разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенной
    максимальной длины (включая опознавательные знаки начала блока и его конца).

  • Адресация. Адресация обеспечивает
    идентификацию различного используемого оборудования данных, которое
    обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.

  • Обнаружение ошибок. Под обнаружением ошибок
    понимают установку битов четности и, следовательно, вычисление контрольных
    битов с целью проверки правильности передачи данных.

  • Нумерация блоков. Текущая нумерация блоков
    позволяет установить ошибочно передаваемую или потерявшуюся информацию.

  • Управление потоком данных. Управление
    потоком данных служит для распределения и синхронизации информационных
    потоков. Так, например, если не хватает места в буфере устройства данных или
    данные не достаточно быстро обрабатываются в периферийных устройствах
    (например, принтерах), сообщения и / или запросы накапливаются.

  • Методы восстановления.После прерывания
    процесса передачи данных используют методы восстановления, чтобы вернуться к
    определенному положению для повторной передачи информации.

  • Разрешение доступа. Распределение, контроль
    и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанность пункта
    разрешения доступа (например, «только передача» или «только прием»).

Назад
| Содержание
| Вперед

 




Основные протоколы интернет — тест 1

Главная / Интернет-технологии /
Основные протоколы интернет / Тест 1

Упражнение 1:


Номер 1

Какая сетевая  модель предложена  ISO для организации  взаимодействия протоколов открытых систем?

Ответ:

&nbsp(1) CCITT&nbsp

&nbsp(2) OSI &nbsp

&nbsp(3) ISO&nbsp

&nbsp(4) ANSI &nbsp


Номер 2

Какие из нижеперечисленных уровней модели OSI обеспечивают взаимодействие  программных систем обмена данными?

Ответ:

&nbsp(1) сеансовый (уровень 5)&nbsp

&nbsp(2) представительный (уровень 6)&nbsp

&nbsp(3) прикладной (уровень7)&nbsp

&nbsp(4) все перечисленные выше&nbsp


Номер 3

Какому уровню модели OSI принадлежит "передача битов через физическую среду" ?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 4

Какой уровень модели OSI обеспечивает контроль ошибок кадров ?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 5

Какой уровень модели OSI обеспечивает адресацию точки сервиса (процесс- процесс)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какому уровню модели OSI принадлежит "повторная сборка пакетов данных"?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 7

Какой уровень модели OSI обеспечивает сжатие информации?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 8

На каком уровне используется технология  PDH (Плезиохронная цифровая иерарахия)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется технология  PDH (Плезиохронная цифровая иерарахия)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  протокол SMTP (простой почтовый протокол)?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Из скольки бит в настоящее время состоит IP v.4- адрес?

Ответ:

&nbsp(1) 32&nbsp

&nbsp(2) 64&nbsp

&nbsp(3) 128&nbsp

&nbsp(4) 256&nbsp


Номер 12

Как преобразуются заголовки если пакет данных перемещается от нижних к верхним уровням?

Ответ:

&nbsp(1) добавляются&nbsp

&nbsp(2) вычитаются&nbsp

&nbsp(3) переделываются &nbsp

&nbsp(4) обновляются &nbsp


Упражнение 2:


Номер 1

Что такое в стандартах ISO открытая система?

Ответ:

&nbsp(1) оборудование с внешним доступом&nbsp

&nbsp(2) система с заданными входами и выходами&nbsp

&nbsp(3) набор протоколов и спецификаций &nbsp

&nbsp(4) документы опубликованные ISO&nbsp


Номер 2

Какова главная функция физического уровня?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) доставка сообщения от одного процесса другому&nbsp

&nbsp(3) синхронизация&nbsp

&nbsp(4) побитную транспортировку по физической среде&nbsp


Номер 3

Какому уровню модели OSI принадлежит " электрический и функциональный интерфейс" ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 4

Какому уровню модели OSI принадлежит "определение кадра" ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 5

Какой уровень модели OSI обеспечивает сегментацию и повторную сборку?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какова главная функция  уровня сеанса?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) доставка пакетов по сети от одного процесса другому&nbsp

&nbsp(3) синхронизация&nbsp

&nbsp(4) организация диалога между сторонами&nbsp


Номер 7

Какому уровню модели OSI принадлежит "замена кода ASC II двоично-десятичным кодом" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной &nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 8

На каком уровне используется технология  SDH (Синхронная цифровая иерархия)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол ICMP (протокол управляющих сообщений)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  протокол FTP (протокол передачи файлов)?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Какой адрес использует хост на сети A , когда передает сообщение от одной процесса (функционирующей программы )  к заданному процессу хоста B?

Ответ:

&nbsp(1) адрес порта (адрес сервисной точки)&nbsp

&nbsp(2) IP-адрес&nbsp

&nbsp(3) физический адрес&nbsp

&nbsp(4) ни один из выше упомянутых&nbsp


Номер 12

Какое назначение контрольных точек (точки синхронизации) при синхронизации сеансового уровня?

Ответ:

&nbsp(1) позволяют снова послать только части файла&nbsp

&nbsp(2) ищут и исправляют ошибки&nbsp

&nbsp(3) управляют дополнительными заголовками&nbsp

&nbsp(4) включаются в управление диалогом&nbsp


Упражнение 3:


Номер 1

Из скольких уровней состоит модель OSI?

Ответ:

&nbsp(1) трех&nbsp

&nbsp(2) пяти&nbsp

&nbsp(3) семи&nbsp

&nbsp(4) восьми&nbsp


Номер 2

Какой уровень модели OSI обеспечивает физические характеристики интерфейсов и сред передачи ?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 3

Какой уровень модели OSI обеспечивает режим передачи (симплексный, дуплексный, полудуплексный, многоточечное соединение)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 4

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление доступом к линии связи?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 5

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление подключением (установлением соединения или дейтограммный режим)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление диалог между двумя системами?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 7

Какова главная функция прикладного уровня?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) обеспечить интерфейсы и услуги пользователя &nbsp

&nbsp(3) синхронизация&nbsp

&nbsp(4) организация диалога между сторонами&nbsp


Номер 8

На каком уровне используется технология  ATM (Режим ассинхронной передачи)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол ICMP (протокол управляющих сообщений)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  протокол DNS (служба доменных имен)?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный&nbsp


Номер 11

Какие из нижеперечисленных свойств являются  преимуществами  IPv.6 перед IPv.4

Ответ:

&nbsp(1) большое адресное пространство&nbsp

&nbsp(2) лучший формат заголовка&nbsp

&nbsp(3) новые опции &nbsp

&nbsp(4) все вышеперечисленное&nbsp


Номер 12

Функции какого уровня служат связью между уровнями поддержки пользователя и уровнями поддержки сети

Ответ:

&nbsp(1) сетевого&nbsp

&nbsp(2) физического&nbsp

&nbsp(3) транспортного &nbsp

&nbsp(4) сеансового&nbsp


Упражнение 4:


Номер 1

Как происходит обмен между уровнями модель OSI?

Ответ:

&nbsp(1) каждый с каждым&nbsp

&nbsp(2) через центральный модуль&nbsp

&nbsp(3) сверху вниз и обратно на основе интерфейса &nbsp

&nbsp(4) порядок обмена случайный&nbsp


Номер 2

Какой уровень модели OSI обеспечивает физические представление бит и тип двоичного кодирования?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 3

Какова главная функция канального уровня?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) доставка сообщения от одного процесса другому&nbsp

&nbsp(3) доставка информации между двумя точками, обнаружение и коррекция ошибок&nbsp

&nbsp(4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации&nbsp


Номер 4

Какова главная функция сетевого  уровня? 

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) доставка сообщения от одного процесса другому&nbsp

&nbsp(3) образование сквозной транспортной системы по сети&nbsp

&nbsp(4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации&nbsp


Номер 5

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление потоком "из конца в конец"?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какой уровень модели OSI обеспечивает сихронизацию передачи файлов?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса&nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 7

Какой уровень модели OSI обеспечивает услуги электронной почты?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) прикладной&nbsp


Номер 8

На каком уровне используется технология  Token Ring (маркерное кольцо)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол IGMP (протокол управления группами)?

Ответ:

&nbsp(1) физический &nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  протокол HTTP (протокол передачи гипертекста)

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Какой протокол версии IPv4 удален при использовании версии IPv.6?

Ответ:

&nbsp(1) IGMP&nbsp

&nbsp(2) ARP&nbsp

&nbsp(3) RARP &nbsp


Номер 12

Какой адрес рассматривает маршрутизатор, когда хост на сети A передает сообщение хосту на сети B?

Ответ:

&nbsp(1) адрес порта&nbsp

&nbsp(2) IP-адрес&nbsp

&nbsp(3) физический&nbsp

&nbsp(4) ни один из вышеупомянутых &nbsp


Упражнение 5:


Номер 1

Что определяет интерфейс  между уровнями модели OSI?

Ответ:

&nbsp(1) формат данных&nbsp

&nbsp(2) электрические свойства сигналов&nbsp

&nbsp(3) порядок поступления сигналов между модулями &nbsp

&nbsp(4) все перечисленное выше&nbsp


Номер 2

Какой уровень модели OSI определяет скорость побитовой передачи?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 3

Какова главная функция канального уровня?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) доставка сообщения от одного процесса другому&nbsp

&nbsp(3) доставка информации между двумя точками, обнаружение и коррекция ошибок&nbsp

&nbsp(4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации&nbsp


Номер 4

Какой уровень модели OSI обеспечивает логическую адресацию ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 5

Какому уровню модели OSI принадлежит "обеспечение доступа к сети конечного пользователя" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какому уровню модели OSI принадлежит "услуги преобразования кодов"?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 7

Какому уровню модели OSI принадлежит "управление связи с внешним миром"?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 8

На каком уровне используется технология л PPP ("точка-точка")?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол RIP (протокол обмена маршрутной информацией)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  протокол HTML (язык разметки гипертекста)?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Сколько бит в адресах IP v.6?

Ответ:

&nbsp(1) 32&nbsp

&nbsp(2) 64&nbsp

&nbsp(3) 128&nbsp

&nbsp(4) 256&nbsp


Номер 12

Из скольки бит в настоящее время состоит IP v.4-адрес?

Ответ:

&nbsp(1) 32&nbsp

&nbsp(2) 64&nbsp

&nbsp(3) 128&nbsp

&nbsp(4) 256&nbsp


Упражнение 6:


Номер 1

Что что описывают протоколы  модели OSI?

Ответ:

&nbsp(1) логические процедуры обработки сообщения&nbsp

&nbsp(2) инструкции работы с сообщениями каждого уровня&nbsp

&nbsp(3) содержания форматов сообщений&nbsp

&nbsp(4) области применения интерфейсов&nbsp


Номер 2

Какой уровень модели OSI обеспечивает синхронизацию битов?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 3

Какой уровень модели OSI обеспечивает синхронизацию кадров ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 4

Какой уровень модели OSI обеспечивает маршрутизацию ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 5

Какому уровню модели OSI принадлежит "пакетная коммутация" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какому уровню модели OSI принадлежит "управление и завершение сеанса"?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 7

Какому уровню модели OSI принадлежит "посылка сообщения по электронной почте" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 8

На каком уровне используется  протокол PPP ("точка-точка")?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол OSPF (протокол "открыть кратчайший путь первым")?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  протокол WWW (мировая паутина)

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Для передачи каких единиц информации по физической среде предназначен физический уровень?

Ответ:

&nbsp(1) сегментов&nbsp

&nbsp(2) пакета&nbsp

&nbsp(3) сигнальных единиц&nbsp

&nbsp(4) битов&nbsp


Номер 12

Какой адрес использует хост на сети A , когда передает сообщение от одной процесса (функционирующей программы )  к заданному процессу хоста B?

Ответ:

&nbsp(1) адрес порта (адрес сервисной точки)&nbsp

&nbsp(2) IP-адрес&nbsp

&nbsp(3) физический адрес&nbsp

&nbsp(4) ни один из выше упомянутых&nbsp


Упражнение 7:


Номер 1

Как изменяется информация при передаче сообщений между уровнями модели OSI?

Ответ:

&nbsp(1) информация разбивается на байты&nbsp

&nbsp(2) добавляются заголовки и вставляется сообщение&nbsp

&nbsp(3) информация разбивается на сегменты&nbsp

&nbsp(4) происходит перекодирование сообщений&nbsp


Номер 2

Какой уровень модели OSI обеспечивает конфигурацию линий (точка-точка, многоточечное соединение)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 3

Какой уровень модели OSI обеспечивает физическую адресацию кадров ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 4

Какому уровню модели OSI принадлежит "выбор другой  сети" ?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 5

Какому уровню модели OSI принадлежит "достоверная доставка сообщения "процесс - процесс"" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какова главная функция  уровня представления?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети &nbsp

&nbsp(2) согласование формы представления информации&nbsp

&nbsp(3) синхронизация&nbsp

&nbsp(4) организация диалога между сторонами&nbsp


Номер 7

Какому уровню модели OSI принадлежит "передача файлов" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 8

На каком уровне используется  протокол UDP (дейтаграммный протокол пользователя)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол BPG (протокол пограничной маршрутизации)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

Какому уровню модели OSI принадлежит "обмен сообщениями с прикладной программой" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Почему была разработана модель OSI?

Ответ:

&nbsp(1) Чтобы увеличить скорость передачи по каналам связи&nbsp

&nbsp(2) Ввести стандартный набор протоколов для взаимодействия при передачи сообщений &nbsp

&nbsp(3) Облегчить поиск ошибок при обмене информацией&nbsp

&nbsp(4) Ни одно из выше упомянутых&nbsp


Номер 12

Какие из нижеперечисленных свойств являются  преимуществами  IPv.6 перед IPv.4

Ответ:

&nbsp(1) большое адресное пространство&nbsp

&nbsp(2) лучший формат заголовка&nbsp

&nbsp(3) новые опции &nbsp

&nbsp(4) все вышеперечисленное&nbsp


Упражнение 8:


Номер 1

Какие из нижеперечисленных уровней модели OSI имеют дело с физическими аспектами обмена данными?

Ответ:

&nbsp(1) физический (уровень 1)&nbsp

&nbsp(2) звена данных (уровень 2)&nbsp

&nbsp(3) сетевой (уровень3)&nbsp

&nbsp(4) все перечисленные выше&nbsp


Номер 2

Какой уровень модели OSI обеспечивает конфигурацию линий (точка-точка, многоточечное соединение)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 3

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление потоком кадров?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 4

Какова главная функция транспортного уровня?

Ответ:

&nbsp(1) доставка пакетов по сети&nbsp

&nbsp(2) доставка пакетов по сети от одного процесса другому &nbsp

&nbsp(3) синхронизация&nbsp

&nbsp(4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации&nbsp


Номер 5

Какому уровню модели OSI принадлежит "исправление ошибок и повторная передача" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 6

Какой уровень модели OSI обеспечивает шифрование информации и дешифрование?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 7

Какому уровню модели OSI принадлежит "обмен сообщениями с прикладной программой" ?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 8

На каком уровне используется  протокол TCP/IP (протокол управления передачей)?

Ответ:

&nbsp(1) сеанса &nbsp

&nbsp(2) представления&nbsp

&nbsp(3) прикладной&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 9

На каком уровне используется  протокол BPG (протокол пограничной маршрутизации)?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 10

На каком уровне используется  физический адрес?

Ответ:

&nbsp(1) физический&nbsp

&nbsp(2) канальный&nbsp

&nbsp(3) сетевой&nbsp

&nbsp(4) транспортный &nbsp


Номер 11

Какой протокол версии IPv4 удален при использовании версии IPv.6?

Ответ:

&nbsp(1) IGMP&nbsp

&nbsp(2) ARP&nbsp

&nbsp(3) RARP&nbsp


ISO — 35.100 — Взаимодействие открытых систем (OSI)

ISO 7498: 1984 / Кор 1: 1988

Системы обработки информации — Взаимосвязь открытых систем — Базовая эталонная модель — Техническое исправление 1

95,99 ISO / IEC JTC 1

ИСО / МЭК 9646-1: 1991 / Кор 1: 1994

Информационные технологии — Взаимосвязь открытых систем — Методология и структура тестирования на соответствие — Часть 1: Общие концепции — Техническое исправление 1

95.99 ISO / IEC JTC 1

ИСО / МЭК 9646-5: 1991 / Кор 1: 1994

Информационные технологии — Взаимосвязь открытых систем — Методология и структура тестирования на соответствие — Часть 5: Требования к испытательным лабораториям и клиентам для процесса оценки соответствия — Техническое исправление 1

95.99 ISO / IEC JTC 1

ISO / IEC ISP 10607-1: 1990 / Amd 1: 1994

Информационные технологии — Международные стандартизованные профили AFTnn — Передача, доступ и управление файлами — Часть 1: Спецификация протоколов ACSE, представления и сеанса для использования в FTAM — Поправка 1

95.99 ISO / IEC JTC 1

ISO / IEC ISP 10607-1: 1990 / Amd 1: 1991

Информационные технологии — Международные стандартизованные профили AFTnn — Передача, доступ и управление файлами — Часть 1: Спецификация протоколов ACSE, представления и сеанса для использования в FTAM — Поправка 1

95.99 ISO / IEC JTC 1

ISO / IEC ISP 10607-2: 1990 / Amd 2: 1994

Информационные технологии — Международные стандартизованные профили AFTnn — Передача, доступ и управление файлами — Часть 2: Определение типов документов, наборов ограничений и синтаксисов — Поправка 2

95.99 ISO / IEC JTC 1

ISO / IEC ISP 10607-4: 1991 / Amd 1: 1994

Информационные технологии — Международные стандартизованные профили AFTnn — Передача, доступ и управление файлами — Часть 4: AFT12 — Служба передачи позиционных файлов (плоская) — Поправка 1

95.99 ISO / IEC JTC 1

ISO / IEC ISP 10607-5: 1991 / Amd 1: 1994

Информационные технологии — Международные стандартизованные профили AFTnn — Передача, доступ и управление файлами — Часть 5: AFT22 — Служба позиционного доступа к файлам (плоская) — Поправка 1

95.99 ISO / IEC JTC 1

7-уровневая модель ISO OSI — [Краткий справочник]

Семь уровней модели OSI

Уровень приложения

Уровень приложения, самый верхний уровень модели OSI, служит интерфейсом для приложения пользователя. Этот прикладной уровень, несмотря на свое название, не имеет отношения к «Microsoft Word» или какому-либо другому пользовательскому программному обеспечению.Это относится к службам приложений на устройстве, используемом для передачи файлов, электронной почты, сетевой печати, telnet, просмотра сетевых файлов и других сетевых служб.

Уровень представления

Шестой уровень, уровень представления, отвечает за обеспечение кодирования данных таким образом, чтобы их можно было понять на другом конце. Он преобразует данные из одного формата данных в другой, чтобы два устройства могли обмениваться данными. Это аналогично тому, как человек переводит книгу, написанную на английском языке, на русский язык — история (информация) такая же, но она «представлена» в формате, понятном для русскоязычного человека.В компьютере такой перевод будет из ASCII в EBCDIC и наоборот.

Уровень представления обрабатывает:

  • Преобразование символьного кода — например, из ASCII в EBCDIC ( Американский стандартный код для обмена информацией с на Расширенный двоично-десятичный код обмена )
  • Преобразование данных — например, порядок битов, CR-CR / LF, целое число с плавающей запятой
  • Сжатие данных — используется для уменьшения количества битов, которые необходимо передать
  • Шифрование данных — шифрует данные, например, пароли


Войны форматов: ASCII против EBCDIC

Сессионный уровень

Сеансовый уровень, пятый уровень модели OSI, обрабатывает создание, управление и завершение соединения между приложениями.Сеансы гарантируют, что данные для одного приложения изолированы, от данных для другого.

Транспортный уровень

Этот четвертый уровень отвечает за управление потоком данных и обработку ошибок / повторную передачу для обеспечения надежной доставки сегментов. Другими словами, транспортные уровни следят за тем, чтобы данные доставлялись в неповрежденном виде, — без ошибок, потерь или дубликатов, и в последовательности.

номеров портов TCP / IP используются на транспортном уровне, чтобы гарантировать доставку данных в нужное приложение для обработки.Например, порт 21 используется FTP (протокол передачи файлов), а порт 53 используется DNS (системой доменных имен).

Сетевой уровень

На этом третьем уровне, сетевом уровне, обрабатывается маршрутизация . Маршрутизация происходит, когда данные для устройства находятся в сети, отличной от отправляющего устройства. Здесь работают сетевые маршрутизаторы — обрабатывают передачу данных между различными сетями . Из-за этого маршрутизаторы часто называют устройствами уровня 3.Если данные отправляются и принимаются устройствами, которые находятся в той же сети (подсети) , маршрутизация не требуется.

Уровень канала данных

Канал передачи данных является вторым уровнем модели OSI и отвечает за обеспечение успешной передачи данных от одного устройства к другому в той же сети . Это достигается за счет управления потоком данных и ошибками данных. Этот слой разделен на два подслоя:

.

  • Уровень управления доступом к среде (MAC) — определяет физический (также известный как аппаратный) адрес (6-байтовый «встроенный» MAC-адрес сетевого устройства) хостов.
  • Уровень управления логическим каналом (LLC) — управляет синхронизацией кадров, управлением потоком данных и проверкой ошибок (например, с использованием общей проверки избыточности (CRC)).

Этот уровень использует MAC-адрес сетевого устройства для приема и пересылки данных. Поскольку большинство сетевых коммутаторов используют MAC-адреса для перемещения данных в правильное место назначения, их часто называют коммутаторами уровня 2.

Физический уровень

На этом первом уровне модели OSI создаются физические схемы.Этот уровень включает в себя сетевые компоненты, такие как сетевые карты, повторители, концентраторы и любой компонент, который принимает данные (в форме нулей и единиц) и преобразует их в электрический, оптический или радиосигнал и наоборот.

Сетевые кабели (например, витая пара, коаксиальные кабели, оптоволоконные кабели) или любые другие средства передачи, используемые для передачи сигнала (данных), считаются находящимися на уровне 0, который включен в 7-уровневую модель OSI. Однако многие включают среду передачи как часть физического уровня, уровня 1, модели OSI.

В. Опишите эталонную модель ISO-OSI и обсудите важность каждого уровня.

Это
эталонная модель предложена Международной организацией по стандартизации (ISO) в качестве
первый шаг к стандартизации протоколов, используемых на различных уровнях в
1983 Дэй и Циммерманн. Эта модель называется Open System Interconnection.
(OSI) эталонная модель. Он называется OSI, поскольку он имеет дело с открытым соединением.
системы. То есть системы открыты для общения с другими системами.Это
состоит из семи слоев.

1.
Слой должен быть создан там, где требуется другой уровень абстракции.

2.
Каждый слой должен выполнять четко определенную задачу.

3.
Функция каждого уровня должна определять протоколы, стандартизированные на международном уровне

4.
Границы слоев должны быть выбраны так, чтобы минимизировать информационный поток через
интерфейс.

5.
Количество слоев не должно быть большим или слишком маленьким.

Эталонная модель ISO-OSI показана на рисунке 2.5. Как таковая эта модель не является
сетевая архитектура, поскольку она не определяет точные службы и протоколы. Это
просто сообщает, что должен делать каждый слой и где он находится. Самый нижний слой
называется физическим уровнем. ISO разработала стандарты для каждого уровня и
публикуются отдельно.

Это
слой — самый нижний уровень, который занимается передачей сырых битов
по каналу связи (физическая среда). Проблемы дизайна должны быть выполнены
с проверкой того, что когда одна сторона отправляет 1 бит, его получает другая сторона
как 1 бит, а не как 0 бит.Он выполняет прямую передачу логических
информация, которая представляет собой цифровые потоки битов в физические явления в виде
электронные импульсы. На этом уровне используются модуляторы / демодуляторы. Дизайн
проблема здесь в основном касается механических, электрических и процедурных вопросов.
интерфейсы и физическая среда передачи, которая находится ниже этого
физический слой.

дюйм
в частности, он определяет отношения между устройством и физической средой.
Это включает в себя расположение контактов, напряжения,
и спецификации кабеля.Концентраторы,
повторители, сетевые адаптеры и адаптеры главной шины
(HBA-адаптеры, используемые в сетях хранения данных) — это устройства физического уровня. Главная
Функции и услуги, выполняемые физическим уровнем:

·
Установление и прекращение соединения
к средству связи.

·
Участие в процессе предоставления коммуникационных ресурсов.
эффективно распределяется между несколькими пользователями. Например, раздор
разрешение и управление потоком.

Модуляция
это метод преобразования между представлением цифровых
данные в пользовательском оборудовании и соответствующие передаваемые сигналы
по каналу связи.Эти
сигналы, передаваемые по физическим кабелям (таким как медные и оптоволоконные кабели).
оптика) или по радиоканалу.

Параллельный
Шины SCSI работают на этом уровне. Различный физический уровень
Стандарты Ethernet также находятся на этом уровне; Ethernet включает в себя оба этих
слой и уровень канала передачи данных. То же самое относится и к другим локальным сетям,
такие как Token Ring, FDDI,
и IEEE 802.11, а также персональные сети
такие как Bluetooth и IEEE 802.15.4.

2.
Уровень канала данных

Уровень канала передачи данных обеспечивает функциональные и
процедурные средства для передачи данных между сетевыми объектами, а также для обнаружения и
возможно исправить ошибки, которые могут возникнуть на физическом уровне.Это делает
уверен, что сообщение действительно достигнет другого конца без искажений или без
искажение сигнала и шум. Он выполняет эту задачу, если отправитель
разбивать входные данные на фреймы, называемые фреймами данных. DLL из
передатчик, затем последовательно передает кадры и обрабатывает
кадры подтверждения, отправленные получателем. После обработки
кадр подтверждения, может быть, передатчику необходимо повторно передать копию
рама. Таким образом, DLL на приемнике требуется для обнаружения дубликатов.
рам.

Самый известный пример — Ethernet. Этот
Слой управляет взаимодействием устройств с общей средой. Другие примеры
протоколов передачи данных HDLC и ADCCP
для точка-точка или с коммутацией пакетов
сетей и Aloha для местных
вычислительные сети. По IEEE 802
локальные сети и некоторые сети, не соответствующие IEEE 802, такие как FDDI,
этот уровень может быть разделен на Управление доступом к среде
(MAC) и IEEE 802.2 Logical
Уровень Link Control (LLC). Он расставляет биты из
физический уровень на логические блоки данных, известные как фреймы.

Это
слой, на котором мосты и переключатели
работать. Связь обеспечивается только между локально подключенными сетевыми узлами.
формирование доменов уровня 2 для одноадресной или широковещательной пересылки. Другие протоколы
могут быть наложены на кадры данных для создания туннелей и логически разделены
домен пересылки уровня 2.

уровень канала передачи данных может реализовывать скользящее окно
механизм управления потоком и подтверждения для обеспечения надежной доставки
кадры; это относится к SDLC и HDLC, и
производные HDLC, такие как LAPB и LAPD.В современной практике только обнаружение ошибок, а не управление потоком с помощью скольжения.
окно, присутствует в современных протоколах передачи данных, таких как точка-точка
Протокол (PPP), а в локальных сетях
Уровень IEEE 802.2 LLC не используется для большинства протоколов в Ethernet, а в других
локальные сети, их управление потоком и механизмы подтверждения редко используются
использовал. Управление потоком через скользящее окно и подтверждение используется на транспорте.
слои по таким протоколам, как TCP.

3.
Сетевой уровень

Сетевой уровень обеспечивает функциональные и
процедурные средства передачи данных переменной длины
последовательности от источника к месту назначения через одну или несколько сетей, в то время как
поддержание качества обслуживания
запрашивается транспортным уровнем.Сетевой уровень выполняет сетевую маршрутизацию.
функций, а также может выполнять фрагментацию и повторную сборку и сообщать
ошибки доставки. Маршрутизаторы работают
на этом уровне отправка данных по расширенной сети и выполнение
Возможен Интернет. Это логическая схема адресации, значения выбираются
сетевой инженер. Схема адресации иерархическая.

Наиболее известным примером протокола уровня 3 является Интернет-протокол.
(IP). Возможно, проще представить этот слой как управление последовательностью
люди-перевозчики, доставляющие письмо от отправителя в местное почтовое отделение, грузовики
которые доставляют мешки с почтой в другие почтовые отделения или аэропорты, самолеты,
перевозить авиапочту между крупными городами, грузовики, которые разносят почтовые мешки в
город, и перевозчики, которые доставляют письмо по назначению.Думать о
фрагментация как разделение большого документа на меньшие конверты для
доставка, или, в случае сетевого уровня, разделение приложения или
транспортная запись в пакеты.

перечислены основные задачи сетевого уровня

·
Он контролирует маршруты для отдельных сообщений через фактическую топологию.

·
Находит лучший маршрут.

·
Находит альтернативные маршруты.

·
Он выполняет буферизацию и обработку тупиковых ситуаций.

4.Транспортный уровень

Транспортный уровень обеспечивает прозрачную передачу данных
между конечными пользователями, обеспечивая надежную передачу данных, избавляя
слои этого. Транспортный уровень контролирует надежность данного канала
посредством управления потоком, сегментации / десегментации и контроля ошибок. Немного
протоколы ориентированы на состояние и соединение. Это означает, что транспорт
слой может отслеживать сегменты и повторно передавать те, которые терпят неудачу. Самый лучший
известным примером протокола уровня 4 является управление передачей
Протокол (TCP).

транспортный уровень — это уровень, который преобразует сообщения в сегменты TCP или пользовательский
Протокол дейтаграмм (UDP), управление потоком
Протокол передачи (SCTP) и др. Пакеты. Возможно
простой способ визуализировать транспортный уровень — сравнить его с почтовым отделением,
который занимается отправкой и классификацией отправленных почтовых отправлений и посылок. Делать
помните, однако, что почтовое отделение обрабатывает внешний почтовый конверт.
Более высокие слои могут иметь эквивалент двойных конвертов, например
криптографические услуги презентации, которые может прочитать только адресат.

Примерно
говоря, протоколы туннелирования работают на транспортном уровне, например, на транспортном уровне.
протоколы не-IP, такие как IBM SNA
или Novell IPX
по IP-сети или сквозное шифрование с IP-безопасностью (IP sec). Хотя общий
Инкапсуляция маршрутизации (GRE) может показаться сетью
протокол уровня, если инкапсуляция полезной нагрузки происходит только на
конечная точка, GRE становится ближе к транспортному протоколу, который использует заголовки IP, но
содержит полные кадры или пакеты для доставки в конечную точку.

основные задачи транспортного уровня перечислены ниже:

·
Он находит другую сторону

·
Он создает транспортный канал между обоими конечными пользователями.

·
Он разбивает сообщение на пакеты и повторно собирает их в месте назначения.

·
Он применяет управление потоком к потоку пакетов.

5.
Сессионный уровень

Сеансовый уровень контролирует диалоги / соединения
(сеансы) между компьютерами. Он устанавливает, управляет и прекращает
соединения между локальным и удаленным приложением.Он предусматривает либо полнодуплексный режим.
или полудуплексный режим, и устанавливает проверку
процедуры наведения, приостановки, завершения и перезапуска. Модель OSI сделана
этот слой отвечает за «плавное закрытие» сеансов, что является
свойство TCP, а также для
проверка сеанса наведения и восстановление, что обычно не используется в Интернете
набор протоколов.

перечислены основные задачи сеансового уровня

·
Он отвечает за отношения между двумя конечными пользователями.

·
Он поддерживает целостность и контролирует данные, которыми обмениваются
конечные пользователи.

·
Конечные пользователи знают друг друга, когда устанавливается связь (синхронизация).

·
Он использует именование и адресацию для идентификации конкретного пользователя.

·
Это гарантирует, что нижний уровень гарантирует доставку сообщения (поток
контроль).

6.
Уровень представления

Уровень представления преобразует
data для предоставления стандартного интерфейса для прикладного уровня. MIME
кодирование, шифрование данных
и аналогичные манипуляции с презентацией выполняются на этом уровне, чтобы представить
данные как сервис или разработчик протокола считает нужным.Примеры этого слоя
конвертируют текстовый файл в кодировке EBCDIC
в файл с кодировкой ASCII или сериализацию
объекты и другие данные
структуры в XML и из XML.

основные задачи уровня представления перечислены ниже:

·
Он переводит язык, используемый на уровне приложения.

·
Это делает пользователей максимально независимыми, а затем они могут сосредоточиться на
беседа.

7.
Уровень приложения (конечные пользователи)

прикладной уровень — это седьмой уровень семиуровневой модели OSI.Это
взаимодействует напрямую с пользователями и выполняет общие сервисы приложений для
прикладные процессы. Он также выдает запросы к уровню представления.
Обратите внимание, что этот уровень предоставляет услуги пользовательскому приложению.
процессам, а не конечному пользователю. Например, он определяет передачу файлов
протокол, но конечный пользователь должен пройти через процесс приложения, чтобы вызвать
передача файла. Модель OSI не включает человеческий интерфейс.

Подуровень общих служб приложений предоставляет функциональные элементы, включая
элемент службы удаленных операций (сравним с удаленной процедурой через Интернет.
Вызов), управление ассоциациями и обработка транзакций (в соответствии с ACID
требования).Над общим подуровнем службы приложений находятся функции
значимый для прикладных программ пользователя, таких как обмен сообщениями (X.400), каталог
(X.500), передача файлов (FTAM), виртуальный терминал (VTAM) и пакетное задание
манипуляции (JTAM).

CANopen и эталонная модель OSI

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) ISO определяет семь уровней.Уровень приложений и коммуникационный профиль CANopen, как указано в CiA 301 или EN 50325-4 (эквивалент CiA 301 версии 4.0), охватывает в основном транспортный уровень и прикладной уровень. Уровни представления, сеанса и сети не используются. Уровень канала данных соответствует стандарту ISO 11898-1 и по умолчанию использует кадры данных в CBFF (классический базовый формат кадра) и, необязательно, кадры данных в CEFF (классический расширенный формат кадра). Удаленные кадры разрешены, но не рекомендуются совсем.

CANopen по умолчанию использует физический уровень CAN, как определено в ISO 11898-1 (подуровень физической сигнализации) и в ISO 11898-2 (подуровень доступа к физической среде).Это обеспечивает скорость передачи данных до 1 Мбит / с. Чтобы улучшить совместимость, CiA 301 ограничивает скорость передачи до следующих значений и диапазонов точек выборки (в процентах от времени передачи данных):

  • 1 Мбит / с (от 75% до 90%)
  • 800 кбит / с (от 75% до 90%)
  • 500 кбит / с (от 85% до 90%)
  • 250 кбит / с (от 85% до 90%)
  • 125 кбит / с (от 85% до 90%)
  • 50 кбит / с (от 85% до 90%)

Рекомендуется использовать топологии гирляндной цепи или линейные топологии с короткими шлейфами.Концы шины сетевого кабеля должны быть заделаны резисторами (номинально 120 Ом каждый). Длина сети при заданной скорости передачи данных зависит не только от сконфигурированного образца, но, например, также от используемых кабелей, а не оконечных шлейфов. В сетях 1 Мбит / с вы можете достичь около 25 метров. При использовании сети 500 кбит / с возможна длина до 125 м. В 250-метровых сетях скорость передачи данных может достигать 250 кбит / с. Установка скорости передачи данных на 125 кбит / с допускает расстояние до 500 м, а при 50 кбит / с максимальная длина составляет 1 км.

Дополнительно разрешены приемопередатчики, соответствующие ISO 11898-3 с малой мощностью и отказоустойчивой функцией, но не рекомендуемые для новых разработок. Они ограничены 125 кбит / с.

Разработчик сети должен назначить уникальный идентификатор узла CANopen каждому подключенному устройству CANopen. Кроме того, все узлы CANopen должны использовать одинаковую скорость передачи данных.

Спецификации профиля CANopen, определяющие данные процесса, параметры конфигурации и диагностическую информацию, находятся над эталонной моделью OSI.Это также включает отображение данных процесса в PDO.

CiA 302-7 определяет сетевой уровень. Описанные протоколы позволяют получить доступ к устройствам CANopen из другого сегмента сети CANopen (удаленные службы SDO). Это можно использовать для настройки из одной точки сложной системы CANopen, состоящей из нескольких сегментов. Конечно, этот сетевой уровень также может использоваться для целей диагностики (удаленные службы EMCY).

Уровень приложения Программа (ы) пользователя
Уровень данных CiA 4XX: Профили устройств и приложений

Уровни OSI

Уровень приложения CiA 301: NMT, Heartbeat, SDO, PDO, SYNC, EMCY, TIME
Уровень представления CiA 301: Типы данных и правила кодирования
Сессионный слой Не применимо
Транспортный уровень CiA 301: сегментированный SDO
Сетевой уровень (CiA 302-7: маршрутизация SDO и EMCY, мост PDO) *
Канальный уровень ISO 11898-1
Физический уровень ISO 11898-2, CiA 301 (битовая синхронизация), CiA 303-1 (кабель и разъемы)

* требуется только в нескольких сетевых архитектурах CANopen

Повторитель, мост / коммутатор, маршрутизатор и шлюзы

Приложения CANopen могут использовать повторители CAN (уровень OSI 1).Повторители позволяют использовать больше узлов CAN в одном сегменте CANopen или увеличивать длину сети за счет обновления сигналов шины. Мосты или коммутаторы CAN (уровень OSI 2) могут использоваться для разделения сетевых систем CANopen на разные сегменты, чтобы ограничить воздействие или уменьшить нагрузку на шину. Для этого используются системные переменные, указанные в CiA 302-7. Маршрутизаторы (уровень 3 OSI), соответствующие CiA 302-7, могут использоваться для пересылки сообщений SDO и сообщений EMCY в другие сегменты сети. Если необходимы подключения к другим сетевым технологиям, можно использовать шлюзы.Серия CiA 309 определяет доступ из сетей на основе TCP / IP к сетям CANopen. Сюда входят Profinet (CiA 309-4) и ModbusTCP (CiA 309-2). CANopen также предоставляет спецификации шлюзов для AS-i (CiA 446) и IO-Link (серия CiA 463, в стадии разработки).
Это означает, что однородные сетевые системы CANopen, а также гетерогенные сетевые системы поддерживаются спецификациями CANopen. Конечно, функция маршрутизатора CANopen требует назначения уникального 8-битного идентификатора сети.Учитывая, что 127 узлов могут находиться в одном сегменте сети, это позволяет адресовать тысячи устройств CANopen в сетевой системе.

Подробнее о повторителях и мостах для CAN и CAN FD …

Что такое модель OSI и 7 уровней ISO

В мире сетевых коммуникаций мы всегда говорим об OSI и ISO, но каковы значения этих двух слов? Чтобы легко объяснить, ISO — это организация, которая является стандартом модели OSI.ISO означает Международная организация по стандартизации . Это называется моделью Open System Interconnection (OSI) и широко известна как модель OSI.

Вы можете спросить, каковы их определения? Почему они так важны для сети? Многие вопросы … Теперь давайте подробно объясним их, чтобы ответить на эти вопросы.

Определение модели OSI

Модель

Международной организации по стандартизации / взаимодействия открытых систем (ISO / OSI) — это стандартная эталонная модель для связи между двумя конечными пользователями в сети.Может быть полезно иметь базовое представление о том, как работает ваша сеть, для устранения проблем в будущем.

Важность модели OSI

Трудно переоценить важность модели OSI. Без модели OSI будет три проблемы.

Практически все поставщики и пользователи сетей понимают, насколько важно, чтобы продукты для сетевых вычислений соответствовали и полностью поддерживали сетевые стандарты, созданные этой моделью.Когда продукты поставщика соответствуют стандартам, созданным моделью ISO, подключить эти продукты к продуктам других поставщиков относительно просто. И наоборот, чем дальше поставщик отходит от этих стандартов, тем сложнее становится связать продукты этого поставщика с продуктами других поставщиков.

Кроме того, если поставщик отойдет от стандартов связи, созданных моделью, усилия по разработке программного обеспечения будут очень трудными, потому что поставщику придется создавать все части всего необходимого программного обеспечения, вместо того, чтобы иметь возможность опираться на существующую работу. других производителей.

Первые две проблемы порождают третью серьезную проблему для поставщиков: продукты поставщика становятся менее востребованными, поскольку их становится труднее соединить с продуктами других поставщиков.

Таким образом, модель ISO определяет сетевую структуру для реализации протоколов в соответствии с семью уровнями. Каждый уровень функционально независим от других, но предоставляет услуги для уровня, находящегося выше, и получает услуги от уровня, находящегося ниже.

Преимущества модели OSI

Нам известна необходимость модели OSI.Кроме того, что это важно для сетей, мы также можем найти некоторые преимущества модели OSI.

· С помощью этой модели OSI можно понять общую картину коммуникации по сети.

· Мы видим, как аппаратное и программное обеспечение работают вместе.

· Мы можем понимать новые технологии по мере их развития.

· Раздельные сети упрощают поиск и устранение неисправностей.

· Может использоваться для сравнения основных функциональных взаимосвязей в разных сетях.

Общее объяснение 7 слоев ISO

Слои разделены на две группы. Четыре верхних уровня используются всякий раз, когда сообщение переходит от пользователя или пользователю. Три нижних уровня используются, когда любое сообщение проходит через главный компьютер. Сообщения, предназначенные для этого компьютера, переходят на верхние уровни. Сообщения, предназначенные для другого хоста, не передаются на верхние уровни, а пересылаются на другой хост.

Уровень 7 — Уровень приложения :

Это уровень, на котором определяются партнеры по связи, определяется качество обслуживания, рассматриваются аутентификация и конфиденциальность пользователей, а также определяются любые ограничения на синтаксис данных.(Этот уровень не является самим приложением, хотя некоторые приложения могут выполнять функции уровня приложения). Он представляет собой службы, которые напрямую поддерживают такие приложения, как программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базам данных, электронной почты и сетевых игр.

Уровень 6 — Уровень представления :

Это слой, обычно являющийся частью операционной системы, который преобразует входящие и исходящие данные из одного формата представления в другой (например, из текстового потока во всплывающее окно с вновь поступившим текстом).Этот уровень также управляет проблемами безопасности, предоставляя такие услуги, как шифрование и сжатие данных. Иногда его называют синтаксическим слоем.

Уровень 5 — сеансовый уровень :

Этот уровень позволяет приложениям на разных компьютерах устанавливать, использовать и завершать сеанс / соединение. Этот уровень устанавливает управление диалогом между двумя компьютерами в сеансе, регулируя, какая сторона передает, а также когда и как долго передает.

Уровень 4 — Транспортный уровень :

Этот уровень обрабатывает обнаружение ошибок и восстановление, управляет сквозным контролем (например, определяет, все ли пакеты прибыли) и проверкой ошибок.Обеспечивает полную передачу данных.

Уровень 3 — сетевой уровень :

Этот уровень обрабатывает маршрутизацию данных, адресует сообщения и переводит логические адреса и имена в физические адреса. Он также определяет маршрут от источника к компьютеру назначения и управляет проблемами трафика (управление потоком), такими как коммутация, маршрутизация и управление перегрузкой пакетов данных.

Уровень 2 — уровень канала передачи данных :

Этот уровень упаковывает необработанные биты физического уровня в кадры (логические, структурирует пакеты для данных).Он отвечает за безошибочную передачу кадров с одного компьютера на другой. После отправки кадра он ожидает подтверждения от принимающего компьютера.

Уровень 1 — физический уровень :

Этот уровень передает биты от одного компьютера к другому и регулирует передачу потока битов по физической среде. Этот уровень определяет, как кабель подключается к сетевому адаптеру и какой метод передачи используется для передачи данных по кабелю.

Принципы, которые привели к созданию 7 слоев ISO

Каждый раз необходим новый уровень абстракции для слоя; Каждый уровень имеет четко определенные функции, функции каждого уровня должны быть выбраны в целях международной стандартизации протоколов. Границы между уровнями должны быть выбраны так, чтобы минимизировать потоки данных через интерфейсы.

Нижние уровни (1, 2, 3 и 4) необходимы для маршрутизации информации между двумя заинтересованными сторонами и зависят от физического носителя.Более высокие уровни (5, 6 и 7) отвечают за обработку данных, связанную с управлением обменом между системами обработки информации. Кроме того, уровни с 1 по 3 находятся между близкими машинами, но не между конечными машинами, которые могут быть разделены несколькими маршрутизаторами. Напротив, слои с 4 по 7 взаимодействуют только между удаленными хозяевами.

Резюме

Есть разные пользователи, которые используют компьютерную сеть и находятся по всему миру. Для решения проблемы, связанной с появлением беспорядочных сетей, национальной и всемирной передачи данных, необходимо разработать системы, совместимые для связи друг с другом.Даруйте все, что просят. Так появилась модель OSI.

Номер ссылки

http://www.washington.edu/lst/help/computing_fundamentals/networking/IOS

http://www.studytonight.com/computer-networks/complete-osi-model

Семь уровней модели OSI

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) представляет собой модульную
рамки для разработки стандартов, основанных на разделении
сетевые операции на семь, наборы сетевых услуг.

В свое время большинство поставщиков согласились поддерживать OSI в одной форме или
другой, но OSI был слишком расплывчатым, и проприетарные стандарты
были слишком укоренившимися. За исключением OSI-совместимых X.400 и X.500
стандарты электронной почты и каталогов, которые все еще широко используются, что было
когда-то считалось универсальным стандартом связи, теперь служит
как обучающая модель для всех других протоколов.

Большая часть функциональных возможностей модели OSI существует во всех
системы связи, хотя два или три уровня OSI могут быть
включены в один.

Пример работы уровней OSI с использованием электронной почты, отправленной с компьютера слева.

Данные передаются от компьютера-отправителя вниз через все
уровни на физический уровень, где данные помещаются в сеть
кабель, а затем отправляется на физический уровень принимающего компьютера
где процесс меняется на противоположный, и данные проходят через слои в
прикладной уровень принимающего компьютера.

Электронное письмо от Джона:

Встретимся у Карла 1:30

Джон

Электронное письмо, полученное от Джона:

Встретимся у Карла 1:30

Джон

Определить отправителя и предполагаемого получателя; есть ли приложение электронной почты?

ПРИМЕНЕНИЕ

слой 7

Идентифицирован отправитель и предполагаемый получатель; нашел почтовое приложение.

Кодировать данные с помощью ключа кодирования X; используйте символы ASCII.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

слой 6

Данные, декодированные с помощью ключа декодирования X; используются символы ASCII.
Запуск и завершение сеанса в соответствии с протоколом X.

СЕССИЯ

слой 5

Инициировал и завершил сеанс согласно протоколу X.
Убедитесь, что все данные отправлены без изменений.

ТРАНСПОРТ

слой 4

Убедитесь, что все данные поступили в целости.
Следите за количеством хмеля;

открыть кратчайший путь Первый;

Перейти на IP-адрес 255.65.0.123



СЕТЬ

уровень 3

Следите за количеством прыжков;

открыл кратчайший путь Первый;

Перешел на IP-адрес 255.65.0.123

Установлено ли первоначальное соединение? Поместите данные во фреймы в соответствии со стандартом X.

ССЫЛКА НА ДАННЫЕ

уровень 2

Установлено начальное соединение. Декодированные данные в кадре по стандарту X.
Отправить электрический сигнал по сетевому кабелю при напряжении X и X Мбит / с.

ФИЗИЧЕСКИЕ

слой 1

Прием электрического сигнала по сетевому кабелю при напряжении X и X Мбит / с.

Рассмотрим каждый из уровней OSI и его роль.

ПРИМЕНЕНИЕ

слой 7

Предоставляет пользовательским приложениям доступ к сети.
Этот уровень представляет сервисы, которые напрямую поддерживают пользователя.
такие приложения, как программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базе данных и
Электронная почта
ПРЕЗЕНТАЦИЯ

слой 6

Уровень представления, обычно являющийся частью операционной системы, преобразует
входящие и исходящие данные из одного формата представления в другой.Услуги уровня представления включают шифрование данных и текст
сжатие.

СЕССИЯ

слой 5

Открывает, управляет и закрывает беседы.
между двумя компьютерами. Он выполняет распознавание имени и функции
например, безопасность, необходимая для того, чтобы два приложения могли обмениваться данными
сеть также обеспечивает обработку ошибок.
ТРАНСПОРТ

слой 4

Этот уровень обеспечивает прозрачную передачу данных между конечными системами,
или хостов, и отвечает за сквозное устранение ошибок и поток
контроль.Обеспечивает полную передачу данных.

Последовательность пакетов данных и запрос на повторную передачу отсутствующих
пакеты. Он также переупаковывает сообщения для более эффективной передачи.
по сети.

СЕТЬ

уровень 3

Учреждает, поддерживает и прекращает
сетевые соединения. Маршрутизирует пакеты данных по сегментам сети.
Преобразует логические адреса и имена в физические адреса.
ССЫЛКА НА ДАННЫЕ

уровень 2

Передает кадры данных с компьютера на компьютер по тому же
сетевой сегмент. Обеспечивает надежность физического соединения
установлен на уровне 1. Стандарты определяют, как распознаются кадры данных.
и обеспечить необходимый контроль потока и обработку ошибок в кадре
набор.

Уровень канала передачи данных разделен на два подуровня: Управление доступом к среде (MAC).
уровень и уровень управления логическим каналом (LLC).Подуровень MAC
контролирует, как компьютер в сети получает доступ к данным и
разрешение на его передачу. Уровень LLC управляет синхронизацией кадров,
контроль потока и проверка ошибок.

ФИЗИЧЕСКИЕ

слой 1

Физический уровень определяет все электрические и физические
спецификации на устройства. Это включает в себя расположение контактов, напряжения,
и спецификации кабеля. Концентраторы, повторители и сетевые адаптеры
устройства физического уровня.

Определяет кабели и соединения. Передает данные по физическому носителю.

Некоторые распространенные сетевые устройства и протоколы и их реализация в модели OSI.



СЛОЙ OSI



УСТРОЙСТВА



ПРОТОКОЛЫ

ПРИМЕНЕНИЕ

слой 7

SNMP, SMTP, FTP, TELNET, HTTP, NCP, SMB, AppleTalk
ПРЕЗЕНТАЦИЯ

слой 6

NCP, AFP, TDI
СЕССИЯ

слой 5

NetBIOS
ТРАНСПОРТ

слой 4

NetBEUI, TCP, SPX, NWlink
СЕТЬ

уровень 3

Маршрутизаторы, коммутаторы уровня 3 (или IP). IP, IPX, NWlink, NetBEUI
СВЯЗЬ ДАННЫХ

уровень 2

Мосты и коммутаторы, Ethernet включает в себя как этот уровень, так и физический уровень.
ФИЗИЧЕСКИЕ

слой 1

концентраторы, повторители, сетевые адаптеры, параллельные
Шины SCSI. Ethernet на различных физических уровнях включает в себя оба этих
слой и уровень канала передачи данных. Token Ring, FDDI и IEEE 802.11.

Незабываемый трюк, чтобы запомнить 7 уровней модели OSI

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) — это концептуальная модель для описания функций сетевой системы. Первоначально он был разработан Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1984 году. OSI не имеет прямого отношения к какой-либо сетевой системе; вместо этого он описывает сетевую архитектуру и позволяет различным компьютерным системам от различных поставщиков обмениваться данными и обмениваться данными с использованием стандартных протоколов.

Используя модель OSI, связь между вычислительными системами осуществляется через семь уровней абстракции; Последовательность уровней OSI Model 7 легко запомнить, используя это простое предложение: «Кажется, всем людям нужна обработка данных».

Все = Уровень приложения
Люди = Уровень презентации
Seem = Сессионный уровень
С по = транспортный уровень
Требуется = Сетевой уровень
Данные = Уровень канала данных
Обработка = Физический уровень

Давайте рассмотрим каждый слой более внимательно.Мы начнем с первых трех уровней: приложения, презентации и сеанса, известных как программный уровень. Затем мы рассмотрим основу модели OSI — транспортный уровень. Наконец, мы обсудим последние три уровня: сеть, канал передачи данных и физический, называемый аппаратным уровнем.

Уровень приложения (данные)

Уровень приложений обеспечивает интерфейс между конечными пользователями и программными приложениями. Он получает данные от конечных пользователей и отображает полученные данные для них.Этот уровень не содержит приложений конечного пользователя; вместо этого он облегчает связь с нижними уровнями. Некоторые протоколы, обнаруженные на этом уровне, включают HTTP, HTTPS, FTP, TFTP, Telnet, SNMP, DNS, Rlogin, SMTP, POP3, IMAP и LDAP.

Уровень представления (данные)

Этот уровень облегчает представление данных на верхний уровень. В основном, он обеспечивает схему кодирования и шифрование / дешифрование для безопасной передачи. Например, он переводит формат приложений в сетевой и наоборот.Протоколы этого слоя: JPEG, BMP, GIF, TIF, PNG, MP3, MIDI, ASCII и ANSI и т. Д.

Сеансовый уровень (данные)

Когда два вычислительных устройства должны взаимодействовать, должен быть создан сеанс, который происходит на этом уровне. Некоторые из функций этого уровня — установление, управление (координация) и завершение сеансов. Хорошим примером того, как работает этот уровень, является телефонный звонок, при котором вы сначала устанавливаете соединение, обмениваетесь сообщением и, наконец, завершаете сеанс.Некоторые из протоколов этого уровня — SIP, NFS, SQL, ASP и RDBMS.

Транспортный уровень (сегмент)

Этот уровень, который часто считается сердцем модели OSI, отвечает за управление потоком данных между двумя устройствами. Например, этот уровень определяет объем данных, необходимых для отправки, и место, куда они должны быть отправлены. Этот уровень также отвечает за поток данных и контроль ошибок. Например, управление потоком определяет оптимальную скорость отправки данных, чтобы избежать переполнения получателя данными, если скорость соединения между двумя взаимодействующими сторонами различна.Одновременно контроль ошибок обеспечивает повторную передачу данных, если некоторые пакеты были потеряны на стороне получателя. Наиболее известным примером протокола этого уровня является протокол TCP, который является частью набора протоколов TCP / IP. Некоторые другие протоколы на этом уровне — TCP, UDP и SPX.

Сетевой уровень (пакет)

Сетевой уровень отвечает за пересылку пакетов данных и маршрутизацию данных между маршрутизаторами. Это облегчает передачу данных между двумя устройствами, находящимися в двух разных сетях.Например, если вы хотите отправить сообщение со своего компьютера в Нью-Йорке на сервер в Сан-Франциско, существуют тысячи маршрутизаторов и — возможно, — миллионы путей между этими двумя точками. Однако маршрутизаторы на этом уровне помогают сделать это эффективно, автоматически выбирая ближайший путь. Сетевой уровень также отвечает за преобразование логических адресов в физические адреса и за фрагментацию данных. Следовательно, он разбивает сегменты данных на более мелкие блоки, называемые пакетами, перед их отправкой в ​​другие сети.

Уровень канала данных (кадр)

Этот уровень обеспечивает соединение между двумя устройствами, находящимися в одной физической сети, например, между двумя устройствами в одной локальной сети. Этот уровень принимает пакеты от сетевого уровня и разбивает их на небольшие блоки, называемые кадрами. Уровень канала данных также выполняет контроль потока данных и ошибок в интрасетях. Он содержит два других подуровня: уровень управления доступом к среде (MAC) и уровень управления логическим каналом (LLC). Обычно на этом уровне работают сетевые коммутаторы.Некоторые протоколы на этом уровне — PPP, HDLC, ATM, Frame Relay, SLIP и Ethernet.

Физический уровень (двоичный)

Этот уровень находится внизу уровня OSI. Он представляет собой физический компонент модели OSI, включая тип кабеля, радиочастоты (при использовании беспроводного соединения), расположение контактов и напряжения. Этот уровень отвечает за доставку необработанных данных с физического уровня отправляющего устройства на физический уровень принимающего устройства. Популярные устройства этого уровня включают сетевые концентраторы, кабели, повторители и модемы.

Сводка

Несмотря на то, что модель OSI была создана много лет назад, она все еще остается основной моделью, используемой для представления сетевой архитектуры. Все курсы и тесты профессиональной сертификации по сетевым технологиям включают раздел об уровнях OSI.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *