Файл: Шпора.docx

В модели OSIсредства взаимодействия делятся на семь уровней – каждый уровень имеет дело с определенным аспектом взаи­модействия сетевых устройств.

ВНИМАНИЕ

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые опера­ционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Мо­дель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей. Важно различать уровень взаимодействия приложений и прикладной уровень семиуровневой модели.

Пусть приложение узла А хочет взаимодействовать с приложением узла В. Для этого приложение А обращается с запросом к прикладному уровню, напри­мер к файловой службе. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата.

После формирования сообщения прикладной уровень направляет его вниз по стеку уровню представления. Протокол уровня представления на основании инфор­мации, полученной из заголовка сообщения прикладного уровня, выполняет требуемые действия и добавляет к сообщению собственную служебную инфор­мацию — заголовок уровня представления, в котором содержатся указания для протокола уровня представления машины-адресата. Полученное в результате со­общение передается вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок и т. д. (Некоторые реализации протоколов помещают служебную информацию не только в начале сообщения в виде заголовка, но и в конце в виде так называемого концевика.) Наконец, сообщение достигает нижнего, физиче­ского уровня, который, собственно, и передает его по линиям связи машине-адре­сату. К этому моменту сообщение «обрастает» заголовками всех уровней.

Физический уровень помещает сообщение на физический выходной интерфейс компьютера 1, и оно начинает свое «путешествие» по сети.

Когда сообщение по сети поступает на входной интерфейс компьютера 2, оно принимается его физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок сво­его уровня, выполняя соответствующие функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

Как видно из описания, протокольные сущности одного уровня не общаются ме­жду собой непосредственно, в этом общении всегда участвуют посредники — средства протоколов нижележащих уровней. И только физические уровни раз­личных узлов взаимодействуют непосредственно.

В стандартах ISO для обозначений единиц обмена данными, с которыми имеют дело прото­колы равных уровней, используется общее название протокольная единица данных (Protocol Data Unit, PDU). Для обозначения единиц обмена данными конкретных уровней часто используются специальные названия, в частности: сообщение, кадр пакет, дейтаграмма, сегмент.

Функции отдельных уровней osi

Физический уровеньотвечает за создание физической связи между узлами в сети. На нем стандартизируются параметры сигналов, способы кодирования сигналов, виды сигналов (потенциальный или импульсный). Физический уровень – это провода.

Канальный уровень отвечает за преобразование байтов данных в последовательность битов. Канальный уровеньотвечает за физическую адресацию.Он отвечает за разделение блоков данных на кадры. Кадры – маленькие порции данных, которые передаются по физическим каналам связи и с помощью которых обеспечивается временное разделение общих физических линий связи между многими узлами. В один момент времени передается один кадр.

Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию в сети и обеспечивает передачу блоков данных между любыми двумя узлами. Также он обеспечивает прозрачное прохождение пакетов между сетями. На сетевом уровне обеспечивается интеграция нескольких сетей в одну. Этот уровень отвечает за логическую адресацию.

Транспортный уровень отвечает за надежную передачу пакетов или потока данных между узлами в сети. Он отвечает за разбиение блока (потока) данных на пакеты, передачу их по сети и сборку этих пакетов в правильном порядке. Должен обеспечивать повторную передачу при сбое.

Сеансовый уровеньотвечает за организацию диалога в сети, за установление контрольных точек, логического соединения и разрывов логического соединения.

Представительный уровеньотвечает за преобразование данных из одного формата в другой, чтобы данные могли быть интерпретированы вышележащим уровнем (это надо при преобразовании в различные кодировки).

Прикладной уровеньотвечает за предоставление конкретный прикладных услуг и реализацию различных сетевых служб (например, протоколHTTP).

Вопрос № 3

Физический уровень OSI. Разновидности физических сетевых топологий. Сравнительный анализ топологий "шина", "звезда", "кольцо".

Физический уровень osi.

Физический уровеньимеет дело с передачей потока битов по физическим каналам связи, таким как коаксиальный кабель, витая пара, оптово­локонный кабель или цифровой территориальный канал.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются се­тевым адаптером или последовательным портом.

Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 метров, манчестерский код для представления данных в кабеле, а также некоторые другие характеристики среды и электрических сигналов.

Физический уровень не вникает в смысл информации, которую он передает. Для него эта информация представляет однородный поток битов, которые нужно доставить без искажений и в соответствии с заданной тактовой частотой (интер­валом между соседними битами).

Разновидности физических сетевых топологий.

Выделяют физическую и логическую топологию (физически может быть одна топология, логически - другая).

Сравнительный анализ топологий "шина", "звезда", "кольцо".

В сетях с кольцевой топологией данные передаются по кольцу от од­ного компьютера к другому. Главным достоинством кольца является то, что оно по своей природе обеспечивает резервирование связей. Действительно, любая пара узлов соединена здесь двумя путями — по часовой стрелке и против нее. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию и для организации обратной связи — данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому источник может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и по­иска узла, работающего некорректно. В то же время в сетях с кольцевой тополо­гией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какого-либо компьютера не прерывался канал связи между ос­тальными узлами кольца.

Звездообразная топологияобразуется в случае, когда каждый компью­тер подключается непосредственно к общему центральному устройству, называе­мому концентратором.В функции концентратора входит направление переда­ваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. В качестве концентратора может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство. К недостаткам топологии типа звезда от­носится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства. Кроме того, воз­можности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количест­вом портов концентратора. Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда Получаемую в результате структуру называют иерархиче­ской звездой,а также деревом.В настоящее время дерево является самой рас­пространенной топологией связей как в локальных, так и глобальных сетях.

Особым частным случаем звезды является конфигурация общая шина. Здесь в качестве центрального элемента выступает пассивный кабель, к которо­му по схеме «монтажного ИЛИ» подключается несколько компьютеров (такую же топологию имеют многие сети, использующие беспроводную связь — роль общей шины здесь играет общая радиосреда). Передаваемая информация рас­пространяется по кабелю и доступна одновременно всем компьютерам, присое­диненным к этому кабелю. Основными преимуществами такой схемы являются ее дешевизна и простота присоединения новых узлов к сети, а недостатками — низкая надежность (любой дефект кабеля полностью парализует всю сеть) и не­высокая производительность (в каждый момент времени только один компью­тер может передавать данные по сети, поэтому пропускная способность делится здесь между всеми узлами сети). На конец линии устанавливается терминатор – он необходим, что бы гасить сигнал, не дав ему отразиться и внести изменения, связанные с наложением сигналов.