Уровни управления ЛВС по эталонной модели ВОС

Вычислительные сети, построенные на модели ВОС д. удовлетворять требованиям открытости, гибкости, эффективности. Открытость – возможность включения дополнительных ЭВМ, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств сети. Гибкость – сохранение работоспособности при изменении структуры сети в результате выхода из строя ЭВМ, линий, узлов связей. Допустимость изменения типов ЭВМ, а также возможность работы любых главных ЭВМ с терминалами различных типов. Эффективность – обеспечение требуемого качества обслуживания пользователя при минимальных затратах.

 Архитектура эталонной модели ВОС является семиуровневой. Под уровнем понимается иерархическое подмножество функций ВОС, определяющих услуги смежному верхнему уровню по обмену данными и использующие для этого услуги смежного нижнего уровня. Услуга – это функциональная возможность, представляемая одному или нескольким вышерасположенным уровням.

7 – пользовательские службы; 6– преобразование (представление) данных; 5 – организация и проведение диалога; 4 – представление сквозных соединений; 3 – прокладка соединений между системами; 2 – передача данных между смежными системами; 1 –сопряжение систем с физическими функциями системы.

Физический уровень 1: предоставляет механические, электрические, функциональные и процедурные средства для установления, поддержания и разъединения логических соединений между логическими объектами канального уровня; реализует функции передачи битов данных через физические среды.

Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики. На этом уровне работают электрические схемы передающих/принимающих звеньев сетевых устройств (адаптеров, напр.), репитеры, хабы. Единицы информации – простые биты данных.

Канальный уровень  2: предоставляет услуги по обмену данными между логическими объектами сетевого уровня и выполняет функции, связанные формированием и передачей кадров, обнаружением и исправлением ошибок, возникающих на физическом уровне посредством вычисления контрольной суммы, проверяет доступность среды передачи. Кадром называется пакет канального уровня; поскольку пакет на предыдущих уровнях может состоять из одного или многих кадров. Канальный уровень обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. На этом уровне работают сетевые адаптеры, коммутаторы. Протоколы – Ethernet, Token Ring, FDDI

Сетевой уровень 3: Этот уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи информации между конечными узлами. На этом уровне вводится понятие "сеть". 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. Таким образом, внутри сети доставка данных регулируется канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень. 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 номера сети и номера компьютера в этой сети. На этом уровне происходит формирование пакетов по правилам тех промежуточных сетей, через которые проходит исходный пакет и маршрутизация пакетов, т.е. определение и реализация маршрутов, по которым передаются пакеты. Маршрутизация сводится к образованию логических каналов. Еще одной важной функцией сетевого уровня является контроль нагрузки на сеть с целью предотвращения перегрузок. Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell. На этом уровне работают маршрутизаторы (аппаратные и программные).

Транспортный уровень  4: Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить 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. 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.

Сеансовый уровень  5  обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, вместо того, чтобы начинать все с начала. На этом уровне определяется тип связи (дуплекс или полудуплекс), начало и окончание сообщения. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется. (Предназначен для организации синхронизации диалога, ведущегося станциями сети. Последовательность и режим обменов запросами и ответами)

Представительный уровень 6: реализуются функции представления данных (кодирование, форматирование, структурирование). Например, на этом уровне выделенные для передачи данные преобразуются в кода EBCAIC в ASCII и т.п. Представительный уровень отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных сервисов. Примером протокола, работающего на уровне представления, является протокол Secure Socket Layer (SSL).

Прикладной уровень 7 включает средства управления прикладными процессами. На этом уровне определяются и оформляются в блоки те данные, которые подлежат передачи по сети. Уровень включает, например, такие средства взаимодействия прикладных программ, как прием и хранение пакетов в "почтовых ящиках”. Примерами таких прикладных процессов могут служить программы обработки крупномасштабных таблиц, программы обработки слов, программы банковских терминалов и т.д. Прикладной уровень идентифицирует и устанавливает наличие предполагаемых партнеров для связи, синхронизирует совместно работающие прикладные программы, а также устанавливает соглашение по процедурам устранения ошибок и управления целостностью информации. Прикладной уровень также определяет, имеется ли в наличии достаточно ресурсов для предполагаемой связи. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).