Модель OSI

 5.Сеансовый уровень

Сеансовый уровень позволяет  пользователям различных компьютеров  устанавливать сеансы связи друг с другом. Кроме обычной доставки данных, которую обеспечивает также  и транспортный уровень, сеанс может  предоставлять еще и расширенный  набор услуг, полезный для некоторых  приложений. Сеанс может применяться  для регистрации пользователя в  системе разделения времени или  для переноса файла с одного компьютера на другой.

Одной из служб, предоставляемых  сеансовым уровнем, является управление маркерами. Для некоторых протоколов бывает существенно, чтобы две стороны  не пытались выполнить одновременно одну и ту же операцию. Для управления подобной активностью сеансовый  уровень выпускает маркеры, которыми обмениваются участники сети. Критичную  операцию может выполнить только компьютер, владеющий маркером.

Еще одной службой, предоставляемой сеансовым уровнем, является синхронизация. Представим себе проблему, возникающую при передаче длинного файла, для полного переноса которого требуется два часа, при этом приблизительно раз в час по какой-нибудь причине связь прерывается. При прерывании связи передача файла прекращается и начинается снова с начала файла, а примерно через час прерывается снова. Для устранения этой проблемы сеансовый уровень сохраняет контрольные точки потока данных, так что после восстановления связи передача возобновляется с момента последней контрольной точки, то есть уже успешно переданные блоки данных повторно не передаются.

6.Уровень представления

В отличие от более низких уровней, задача которых - достоверная  передача бит и байтов, уровень  представления занимается по большей  части синтаксисом и семантикой передаваемой информации.

Типичный пример служб  уровня представления - кодирование  передаваемых данных определенным стандартным  образом. Большинство программ обменивается не двоичными блоками данных, а  именами людей, датами, денежными  суммами и счетами на товары. Подобная информация состоит из текстовых  строк, целых чисел, чисел с плавающей  точкой и структур данных, состоящих  из более простых элементов. На различных  компьютерах могут использоваться различные формы представления  строковых данных (например, ASCII и Unicode), целых чисел (например, дополнительный и обратный код) и т. д. Чтобы общение  компьютеров с различным представлением данных было возможным, необходимо преобразовывать  различные форматы данных друг в  друга, передавая их по сети в неком  стандартизированном виде. Эти преобразования и осуществляет уровень представления.

7.Прикладной уровень

Прикладной уровень содержит набор популярных протоколов. Так, в  мире существуют сотни несовместимых  друг с другом типов терминалов. Представьте себе проблему полноэкранного текстового редактора, который должен работать по сети одновременно с большим  количеством различных терминалов, у каждого из которых различная  разметка экрана, управляющие ESC-последовательности для вставки и удаления текста, перемещения курсора и т. д.

Один из способов решить эту проблему - определить абстрактный  виртуальный сетевой терминал, для  работы с которым могут быть написаны редактор и другие программы. Для  поддержки каждого типа терминала  может быть написан специальная  программа отображения функций  виртуального сетевого терминал на реальный терминал. Например, когда редактор перемещает курсор виртуального терминала  в левый верхний угол экрана, данная программа должна выдавать соответствующую  управляющую последовательность для  реального терминала, чтобы его  курсор также переместился в то же место. Все программное обеспечение, занятое поддержкой реальных терминалов, располагается в прикладном уровне.

Еще одной функцией прикладного  уровня является перенос файлов. В  различных файловых системах используются различные соглашения об именах файлов, различные способы представления  текстовых строк и т. д. Для  переноса файлов необходимо решать проблемы, связанные с подобными несоответствиями. Кроме того, прикладной уровень занимается также электронной почтой, дистанционным  вводом заданий, поиском файлов в  каталогах, а также различными другими  функциями как общего, так и  специального назначения.

                  Важнейшие термины и концепции.

Наука об объединении сетей, как и другие науки, имеет свою собственную терминологию и научную базу. К сожалению, ввиду того, что наука об объединении сетей очень молода, пока что не достигнуто единое соглашение о значении концепций и терминов объединенных сетей. По мере дальнейшего совершенствования индустрии объединенных сетей определение и использование терминов будут более четкими.

            Адресация

Существенным компонентом  любой системы сети является определение местонахождения компьютерных систем. Существуют различные схемы адресации, используемые для этой цели, которые зависят от используемого семейства протоколов. Другими словами, адресация AppleTalk отличается от адресации TCP/IP, которая в свою очередь отличается от адресации OSI, и т.д. Двумя важными типами адресов являются адреса канального уровня и адреса сетевого уровня. Адреса канального уровня (называемые также физическими или аппаратными адресами), как правило, уникальны для каждого сетевого соединения. У большинства локальных сетей (LAN) адреса канального уровня размещены в схеме интерфейса; они назначаются той организацией, которая определяет стандарт протокола, представленный этим интерфейсом. Т.к. большинство компьютерных систем имеют одно физическое сетевое соединение, они имеют только один адрес канального уровня. Роутеры и другие системы, соединенные с множеством физических сетей, могут иметь множество адресов канального уровня. В соответствии с названием, адреса канального уровня существуют на Уровне 2 эталонной модели ISO.

Aдреса сетевого уровня (называемые также виртуальными  или логическими адресами) существуют  на Уровне 3 эталонной модели OSI. В  отличие от адресов канального  уровня, которые обычно существуют  в пределах плоского адресного  пространства, адреса сетевого уровня  обычно иерархические. Другими  словами, они похожи на почтовые адреса, которые описывают местонахождение человека, указывая страну, штат, почтовый индекс, город, улицу, адрес на этой улице и наконец, имя. Хорошим примером одноуровневой адресации является номерная система социальной безопасности США, в соответствии с которой каждый человек имеет один уникальный номер, присвоенный ему службой безопасности.

Иерархические адреса делают сортировку адресов и повторный  вызов более легкими путем  исключения крупных блоков логически  схожих адресов в процессе последовательности операций сравнения. Например, можно  исключить все другие страны, если в адресе указана страна "Ирландия". Легкость сортировки и повторного вызова являются причиной того, что роутеры  используют адреса сетевого уровня в  качестве базиса маршрутизации. Адреса сетевого уровня различаются в зависимости  от используемого семейства протоколов, однако они, как правило, используют соответствующие логические разделы  для нахождения компьютерных систем в объединенной сети. Некоторые из этих логических разделов базируются на физических характеристиках сети (таких, как сегмент сети, в котором находится какая-нибудь система); другие логические разделы базируются на группировках, не имеющих физического базиса (например, "зона" AppleTalk).

               Блоки данных, пакеты и сообщения

После того, как по адресам  установили местоположение компьютерных систем, может быть произведен обмен  информацией между двумя или  более системами. В литературе по объединенным сетям наблюдается непоследовательность в наименовании логически сгруппированных блоков информации, которая перемещается между компьютерными системами. "блок данных", "пакет", "блок данных протокола", "PDU", "сегмент", "сообщение" - используются все эти и другие термины, в зависимости от прихоти тех, кто пишет спецификации протоколов.

В настоящей работе термин "блок данных" (frame) обозначает блок информации, источником и пунктом  назначения которого являются объекты канального уровня. Термин "пакет" (packet) обозначает блок информации, у которого источник и пункт назначения - объекты сетевого уровня. И наконец, термин "сообщение" (message) oбозначает информационный блок, у которого объекты источника и места назначения находятся выше сетевого уровня. Термин "сообщение" используется также для обозначения отдельных информационных блоков низших уровней, которые имеют специальное, хорошо сформулированное назначение.                    

                                                 Протоколы OSI.

   В настоящее время эталонная модель OSI  является самой выдающейся в мире моделью архитектуры объединенных сетей. Она также является самым популярным средством приобретения знаний о сетях. С другой стороны, у протоколов OSI был длинный период созревания. И хотя известно о некоторых реализациях OSI, протоколы OSI все еще не завоевали той популярности, которой пользуются многие патентованные протоколы (например, DECnet и АppleTalk) и действующие стандарты (например, протоколы Internet).

Основы  технологии

Объединение сетей OSI использует уникальную терминологию.

End system (ES) – "Конечная система" относится к любому устройству сети, не занимающемуся маршрутизацией.

Intermediate system (IS) – "Промежуточная система" относится к роутеру.

Area – "Область" обозначает группу смежных сетей и подключенных к ним хостов; область назначается администратором сети или другим аналогичным лицом.

Domain – "Домен" представляет собой набор соединенных областей. Домены маршрутизации обеспечивают полную связность со всеми конечными системами, находящимися в их пределах.

Доступ  к среде

Также, как и  некоторые другие современные 7-уровневые  комплекты протоколов, комплект OSI включает в себя многие популярные сегодня  протоколы доступа к носителю. Это позволяет другим комплектам протоколов существовать наряду с OSI в  одном и том же носителе. В OSI входят IEEE 802.2, IEEE 802.3, IEEE 802.5, FDDI, X.21, V.35, X.25 и другие.

Сетевой уровень 

OSI предлагает  услуги сетевого уровня как  без установления соединения, так  и ориентированные на установления  логического соединения. Услуги  без установления соединения  описаны в ISO 8473 (обычно называемом Connectionless Network Protocol - CLNP - Протокол сети без установления соединения). Обслуживание, ориентированное на установление логического соединения (иногда называемое Connection-Oriented Network Service - CONS) описывается в ISO 8208 (X.25 Packet-Level Protocol - Протокол пакетного уровня X.25, иногда называемый Connection-Mode Network Protocol - CMNP) и ISO 8878 (в котором описывается, как пользоваться ISO 8208, чтобы обеспечить ориентированные на установление логического соединения услуги OSI). Дополнительный документ ISO 8881 описывает, как обеспечить работу Протокола пакетного уровня X.25 в локальных сетях IEEE 802. OSI также определяет несколько протоколов маршрутизации, которые рассмотрены ниже. В дополнение к уже упоминавшимся спецификациям протоколов и услуг, имеются другие документы, связанные с сетевым уровнем OSI, в число которых входят:

ISO 8648

На этот документ обычно ссылаются как на "внутреннюю организацию сетевого уровня" (internal organization of the network level - IONL). Он описывает, каким образом можно разбить сетевой уровень на три отдельных различимых друг от друга подуровня, чтобы обеспечить поддержку для различных типов подсетей.

ISO 8348

Этот документ обычно называют "определение услуг сети" (network service definition). Он описывает ориентированные на установление логического соединения услуги и услуги без установления соединения, которые обеспечивает сетевой уровень OSI. Адресация сетевого уровня также определена в этом документе. Определение услуг в режиме без установления соединения и определение адресации раньше были опубликованы отдельным дополнением к ISO 8348; однако вариант ISO 8348 1993 года объединяет все дополнения в отдельный документ.

ISO TR 9575

Этот документ описывает  структуру, концепции и терминологию, использованную в протоколах маршрутизации OSI.

ISO TR 9577

Этот документ описывает, как отличать друг от друга большое  число протоколов сетевого уровня, работающих в одной и той же среде. Это необходимо потому, что  в отличие от других протоколов, протоколы сетевого уровня OSI не различаются  с помощью какого-либо идентификатора (ID) протокола или аналогичного поля канального уровня.

Услуги  без установления соединения

Как видно из названия, CLNP является протоколом дейтаграмм без установления соединения, который  используется для переноса данных и  указателей неисправности. Он не содержит средств обнаружения ошибок и  их коррекции, полагаясь на способность  транспортного уровня обеспечить соответствующим  образом эти услуги. Он содержит только одну фазу, которая называется "передача информации" (data transfer). Каждый вызов какого-либо примитива услуг не зависит от всех других вызовов, для чего необходимо, чтобы вся адресная информация полностью содержалась в составе примитива.

В то время как CLNP определяет действующий протокол, выполняющий типичные функции сетевого уровня, CLNS (Обслуживание сети без установления соединения) описывает услуги, предоставляемые  транспортному уровню, в котором  запрос о передаче информации реализуется  доставкой, выполненной с наименьшими  затратами (best effort). Такая доставка не гарантирует, что данные не будут  потеряны, испорчены, что в них  не будет нарушен порядок, или  что они не будут скопированы. Обслуживание без установления соединения предполагает, что при необходимости  все эти проблемы будут устранены  в транспортном уровне. CLNS не обеспечивает никаких видов информации о соединении или состоянии, и не выполняет  настройку соединения. Т.к. CLNS обеспечивает транспортные уровни интерфейсом услуг, сопрягающим с CLNP, протоколы CNLS и CLNP часто рассматриваются вместе.

Услуги  с установлением соединения

Услуги сети OSI с установлением соединения определяются ISO 8208 и ISO 8878. OSI использует X.25 Racket-Level Protocol для перемещения данных и указателей ошибок с установлением соединения. Для объектов транспортного уровня предусмотрено 6 услуг (одна для установления соединения, другая для разъединения соединения, и четыре для передачи данных). Услуги вызываются определенной комбинацией из 4 примитив: запрос (request), указатель (indication), ответ (response) и подтверждение (confirmation).