Na akej vrstve referenčného modelu osi funguje protokol smtp. Všeobecné informácie o sieťových technológiách

Domov / Operačné systémy

To, že protokol je dohoda prijatá dvoma interagujúcimi entitami, v tomto prípade dvoma počítačmi pracujúcimi v sieti, neznamená, že je nevyhnutne štandardný. Ale v praxi pri implementácii sietí zvyčajne používajú štandardné protokoly. Tie môžu byť značkové, národné resp medzinárodné normy.

Začiatkom 80-tych rokov viaceré medzinárodné normalizačné organizácie - ISO, ITU-T a niektoré ďalšie - vyvinuli model, ktorý zohral významnú úlohu pri rozvoji sietí. Tento model sa nazýva model ISO/OSI.

Model interoperability otvorených systémov (Open System Interconnection, OSI) definuje rôzne úrovne interakcie medzi systémami v siete prepínania paketov, dáva im štandardné názvy a špecifikuje, aké funkcie by mala každá vrstva vykonávať.

Model OSI bol vyvinutý na základe rozsiahlych skúseností získaných pri vytváraní počítačových sietí, najmä globálnych, v 70. rokoch. Celý popis Tento model zaberá viac ako 1000 strán textu.

V modeli OSI (obr. 11.6) sú komunikačné prostriedky rozdelené do siedmich úrovní: aplikačné, zástupca relácia, transport, sieť, kanál a fyzické.

Každá vrstva sa zaoberá špecifickým aspektom interakcie sieťových zariadení.

Ryža. 11.6. Model OSI popisuje iba systémovú komunikáciu implementovanú operačným systémom, systémové nástroje a hardvéru. Model nezahŕňa prostriedky na interakciu aplikácie s koncovým používateľom. Aplikácie implementujú svoje vlastné komunikačné protokoly prístupom k systémovým nástrojom. Preto je potrebné rozlišovať medzi úrovňou interakcie medzi aplikáciami a.

aplikačná vrstva Treba myslieť aj na to, že aplikácia môže prevziať funkcie niektorých vyšších vrstiev OSI modelu. Napríklad niektoré DBMS majú vstavané nástroje vzdialený prístup do súborov. V tomto prípade aplikácia pri prístupe k vzdialeným zdrojom nepoužíva systémovú súborovú službu; obchádza horné vrstvy modelu OSI a pristupuje priamo k systémovým zariadeniam, za ktoré sú zodpovedné dopravy

Povedzme teda, že aplikácia odošle požiadavku na aplikačnú vrstvu, ako je napríklad súborová služba. Na základe tejto žiadosti softvér aplikačná vrstva generuje správu v štandardnom formáte. Typická správa pozostáva z hlavičky a dátového poľa. Hlavička obsahuje servisné informácie, ktoré musia byť odovzdané cez sieť aplikačnej vrstve cieľového stroja, aby jej povedali, akú prácu treba vykonať. V našom prípade hlavička samozrejme musí obsahovať informácie o umiestnení súboru a type operácie, ktorú je potrebné vykonať. Dátové pole správy môže byť prázdne alebo môže obsahovať nejaké údaje, napríklad tie, do ktorých je potrebné zapisovať odstránený súbor. Aby sa však tieto informácie dostali na miesto určenia, je potrebné vyriešiť ešte veľa úloh, za ktoré sú zodpovedné nižšie úrovne.

Po vygenerovaní správy a hardvéru. Model nezahŕňa prostriedky na interakciu aplikácie s koncovým používateľom. Aplikácie implementujú svoje vlastné komunikačné protokoly prístupom k systémovým nástrojom. Preto je potrebné rozlišovať medzi úrovňou interakcie medzi aplikáciami a odošle ho do zásobníka reprezentatívnej úrovni. Protokol reprezentatívnej úrovni na základe prijatých informácií z hlavičky aplikačnej úrovne vykoná požadované akcie a do správy – hlavičky pridá vlastnú servisnú informáciu reprezentatívnej úrovni, ktorý obsahuje pokyny k protokolu reprezentatívnej úrovni cieľový stroj. Výsledná správa sa odovzdá úroveň relácie, ktorý zase pridá svoju hlavičku atď. (Niektoré protokoly umiestňujú informácie o službe nielen na začiatok správy vo forme hlavičky, ale aj na koniec vo forme takzvaného „upútavky“.) Nakoniec sa správa dostane na dno, fyzickej úrovni, ktorý ho v skutočnosti prenáša cez komunikačné linky do prijímacieho zariadenia. V tomto bode je správa „prerastená“ hlavičkami všetkých úrovní (

V tomto článku zistíme, čo to je sieťový model OSI, z akých vrstiev pozostáva a aké funkcie plní. Predmetom rozhovoru je teda určitý model interakcie medzi štandardmi, ktoré určujú postupnosť výmeny údajov a programov.

Skratka OSI Open Systems Interconnection znamená model prepojenia otvorených systémov. Na vyriešenie problému kompatibility rôznych systémov vydala normalizačná organizácia v roku 1983 modelový štandard OSI. Popisuje štruktúru otvorených systémov, ich požiadavky a ich interakcie.

Otvorený systém je systém zostavený podľa otvorených špecifikácií, ktoré sú prístupné každému a tiež spĺňajú určité normy. Napríklad OS Windows sa považuje za otvorený systém, pretože je vytvorený na základe otvorených špecifikácií, ktoré popisujú internet, ale počiatočné kódy systému sú uzavreté.

Výhodou je, že je možné vybudovať sieť zariadení od rôznych výrobcov a v prípade potreby vymeniť jej jednotlivé komponenty. Môžete jednoducho spojiť niekoľko sietí do jedného celku.

Podľa modelu, ktorý uvažujeme, je potrebné, aby počítačové siete pozostávali zo siedmich úrovní. Pretože model nepopisuje protokoly definované jednotlivými štandardmi, nejde o sieťovú architektúru.

Bohužiaľ, z praktického hľadiska sa model interakcie otvorených systémov neuplatňuje. Jeho osobitosť spočíva v zvládnutí teoretických otázok sieťovej interakcie. Preto sa tento model používa ako jednoduchý jazyk na popis konštrukcie rôznych typov sietí.

Modelové úrovneOSI

Základnou štruktúrou je systém pozostávajúci zo 7 úrovní. Vynára sa otázka: za čo je zodpovedných sedem stupňov a prečo model potrebuje toľko úrovní? Všetky sú zodpovedné za určitú fázu procesu odosielania sieťovej správy a tiež obsahujú určitú sémantickú záťaž. Kroky sa vykonávajú oddelene od seba a nevyžadujú zvýšenú kontrolu zo strany používateľa. Nie je to pohodlné?

Nižšie stupne systému, od prvého do tretieho, riadia fyzické doručovanie údajov cez sieť, nazývajú sa mediálne vrstvy.

Zvyšné vrstvy pomáhajú zabezpečiť presné doručovanie údajov medzi počítačmi v sieti, nazývajú sa hostiteľské počítače.

Aplikácia je úroveň najbližšie k používateľovi. Jeho rozdiel od ostatných je v tom, že neposkytuje služby iným úrovniam. Poskytuje služby aplikačným procesom, ktoré sú mimo rozsahu modelu, napríklad prenos databázy, hlas a ďalšie.

Táto fáza je relatívne jednoduchšia ako ostatné, pretože okrem jednotiek a núl v nej nie sú žiadne iné meracie systémy, táto úroveň neanalyzuje informácie a preto je najnižšia z úrovní. Prenáša hlavne informácie. Hlavným parametrom pracovného zaťaženia je bit.

Hlavným účelom fyzickej vrstvy je reprezentovať nulu a jednotku ako signály prenášané cez médium na prenos údajov.

Napríklad existuje určitý komunikačný kanál (CC), odosielaná správa, odosielateľ a podľa toho aj príjemca. CS má svoje vlastné charakteristiky:

Šírka pásma, meraná v bitoch/s, teda koľko dát dokážeme preniesť za jednotku času.
Latencia vyjadruje, ako dlho trvá, kým správa prejde od odosielateľa k príjemcovi.
Počet chýb, ak sa chyby vyskytujú často, protokoly musia poskytovať opravu chýb. A ak sú zriedkavé, potom môžu byť opravené na vyšších úrovniach, napríklad pri preprave.

Používa sa kanál na prenos informácií:

Káble: telefónne, koaxiálne, krútená dvojlinka, optické.
Bezdrôtové technológie, ako sú rádiové vlny, infračervené žiarenie.
Satelitná CS
Bezdrôtová optika alebo lasery sa používajú zriedkavo kvôli ich nízkej rýchlosti a veľké množstvo rušenie

V optických kábloch sa chyby vyskytujú veľmi zriedkavo, pretože je ťažké ovplyvniť šírenie svetla. V medených kábloch sa chyby vyskytujú, ale pomerne zriedkavo av bezdrôtovom prostredí sa chyby vyskytujú veľmi často.

Ďalšia stanica, ktorú informácie navštívia, bude pripomínať colnicu. Konkrétne sa bude porovnávať IP adresa z hľadiska kompatibility s prenosovým médiom. Tu sa tiež zisťujú a opravujú systémové nedostatky. Pre pohodlie ďalších operácií sú bity zoskupené do rámcov.

Účelom spojovej vrstvy je prenos správ cez CS - rámce.

Úlohydátový odkaz

Nájdite, kde v bitovom prúde správa začína a končí
Zistite a opravte chyby pri odosielaní informácií
Pri adresovaní musíte vedieť, na ktorý počítač máte posielať informácie, pretože na zdieľané médium je v podstate pripojených niekoľko počítačov
Poskytnite konzistentný prístup k zdieľanému prostrediu, aby jeden počítač prenášal informácie v rovnakom čase.

Na úrovni prepojenia sa identifikujú a opravia chyby. Ak je zistený, skontroluje sa správnosť doručenia údajov, ak je nesprávny, rámec sa zahodí.

Oprava chýb vyžaduje použitie špeciálnych kódov, ktoré k prenášaným údajom pridávajú nadbytočné informácie.

Opätovné odosielanie údajov sa používa v spojení s metódou detekcie chýb. Ak sa v rámci zistí chyba, zahodí sa a odosielateľ rámec odošle znova.

Zistite a opravte chyby

Prax ukázala účinnosť nasledujúcich metód, ak sa používa spoľahlivé médium na prenos údajov (káblové) a chyby sa vyskytujú zriedka, potom je lepšie ich opraviť na najvyššej úrovni. Ak sa chyby vyskytujú v CS často, potom sa chyby musia okamžite opraviť na úrovni prepojenia.

Funkcie tohto stupňa v počítači vykonávajú sieťové adaptéry a ovládače, ktoré sú pre ne vhodné. Prostredníctvom nich dochádza k priamej výmene údajov.

Niektoré z protokolov používaných na vrstve dátového spojenia sú HDLC využívajúce topológiu zbernice a iné.

(NETWORK)

Štádium pripomína proces distribúcie informácií. Napríklad všetci používatelia sú rozdelení do skupín a dátové pakety sú distribuované podľa IP adries, ktoré pozostávajú z 32 bitov. Je to vďaka práci smerovačov v tomto prípade, že všetky rozdiely medzi sieťami sú odstránené. Toto je proces nazývaný logické smerovanie.

Hlavnou úlohou je vytvárať kompozitné siete postavené na sieťových technológiách rôznych kanálových úrovní: Ethernet, MPLS. Sieťová vrstva je „chrbticou“ internetu.

Účel sieťovej vrstvy

Môžeme prenášať informácie z jedného počítača do druhého cez Ethernet a Wi-Fi, tak prečo potrebujeme ďalšiu vrstvu? Technológia linkovej vrstvy (CL) má dva problémy, po prvé, technológie CL sa navzájom líšia a po druhé, existuje obmedzenie škálovania.

Aké rozdiely môžu byť v technológiách linkovej vrstvy?

Rôzne úrovne poskytovaných služieb, niektoré úrovne zaručujú doručenie a požadované poradie správ. Wi-Fi jednoducho zaručuje doručenie správy, ale nie je to tak.

Rôzne adresovanie, podľa veľkosti, hierarchie. Sieťové technológie môžu podporovať vysielanie, t.j. Je možné posielať informácie na všetky počítače v sieti.

Maximálna veľkosť snímky (MTU) sa môže líšiť, napríklad na internete je to 1500 a vo Wi-Fi je to 2300. Ako sa dajú zosúladiť takéto rozdiely na úrovni siete?

Dá sa poskytnúť iný typ služby, napríklad rámce z Wi-Fi sa prijímajú s odoslaným potvrdením a rámce odoslané do siete Ethernet sa odosielajú bez potvrdenia.

Aby sa zosúladil rozdiel v adresovaní, na úrovni siete sa zavádzajú globálne adresy, ktoré nezávisia od adries špecifických technológií (ARP pre) spojovej vrstvy.

Fragmentácia sa používa na prenos údajov cez viacero sietí, ktoré majú rôzne veľkosti rámca. Zoberme si príklad: prvý počítač prenáša údaje do druhého prostredníctvom 4 medziľahlých sietí spojených 3 smerovačmi. Každá sieť má iné MTU.

Počítač vygeneroval prvý rámec a odoslal ho do smerovača, smerovač analyzoval veľkosť rámca a zistil, že ho nemožno úplne preniesť cez sieť 2, pretože jeho mtu2 bolo príliš malé.

Router rozdeľuje dáta na 3 časti a prenáša ich samostatne.

Ďalší router spojí dáta do jedného veľkého paketu, určí jeho veľkosť a porovná ju s mtu siete 3. A vidí, že jeden MTU3 paket nemôže byť prenesený celý (MTU3 je väčší ako MTU2, ale menší ako MTU1) a router rozdelí paket na 2 časti a odošle ho ďalšiemu smerovaču.

Posledný smerovač skombinuje paket a odošle ho príjemcovi celý. Fragmentácia sa zaoberá kombinovaním sietí a toto je skryté pred odosielateľom a príjemcom.

Ako sa rieši problém škálovateľnosti na úrovni siete?

Práca sa nevykonáva s jednotlivými adresami, ako na úrovni prepojenia, ale s blokmi adries. Pakety, ktorých cesta nie je známa, sa radšej zahodia, než aby sa postúpili späť na všetky porty. A významným rozdielom od kanála je možnosť niekoľkých spojení medzi zariadeniami na úrovni siete a všetky tieto spojenia budú aktívne.

Úlohy sieťovej vrstvy:

Kombinujte siete vytvorené rôznymi technológiami;
Poskytovať kvalitné služby;
Smerovanie, hľadanie cesty od odosielateľa informácie k príjemcovi, cez medziľahlé uzly siete.

Smerovanie

Nájdenie cesty na odoslanie paketu medzi sieťami cez tranzitné uzly – smerovače. Pozrime sa na príklad vykonania smerovania. Okruh pozostáva z 5 smerovačov a dvoch počítačov. Ako je možné prenášať údaje z jedného počítača do druhého?

Nabudúce môžu byť údaje odoslané iným spôsobom.

Ak sa jeden zo smerovačov pokazí, nestane sa nič zlé, môžete nájsť spôsob, ako pokazený smerovač obísť.

Protokoly používané v tejto fáze: Internet Protocol IP; IPX, potrebné na smerovanie paketov v sieťach atď.

(DOPRAVA)

Existuje nasledujúca úloha: paket dorazí do počítača, ktorý je pripojený ku zloženej sieti, na počítači je spustených veľa sieťových aplikácií (webový prehliadač, Skype, pošta), musíme pochopiť, ktorá aplikácia potrebuje tento paket preniesť. Transportná vrstva sa stará o interakciu medzi sieťovými aplikáciami.

Úlohy transportnej vrstvy

Posielanie údajov medzi procesmi na rôznych hostiteľoch. Na zabezpečenie adresovania potrebujete vedieť, pre ktorý proces je ten alebo onen paket určený. Zabezpečenie spoľahlivosti prenosu informácií.

Interakčný modelotvorený systém

Hostitelia sú zariadenia, kde sú užitočné užívateľské programy a sieťové zariadenia, ako sú prepínače, smerovače.

Znakom transportnej vrstvy je priama interakcia jedného počítača s transportnou vrstvou na inom počítači na iných úrovniach, interakcia prebieha pozdĺž článkov reťazca.

Táto vrstva poskytuje end-to-end spojenie medzi dvoma komunikujúcimi hostiteľmi. Táto úroveň je nezávislá od siete, umožňuje vám skryť detaily sieťovej interakcie pred vývojármi aplikácií.

Pre adresovanie na úrovni transportu sa používajú porty, sú to čísla od 1 do 65 535 Porty sa zapisujú takto: 192.168.1.3:80 (IP adresa a port).

Vlastnosti transportnej vrstvy

Zabezpečenie vyššej spoľahlivosti na rozdiel od siete, ktorá sa používa na prenos dát. Používajú sa spoľahlivé komunikačné kanály, chyby v týchto sieťach sa vyskytujú zriedkavo, preto je možné vybudovať spoľahlivú sieť, ktorá bude lacná a chyby sa dajú programovo opraviť na hostiteľoch.

Transportná vrstva garantuje doručenie dát, ak potvrdenie nepríde, transportná vrstva opäť odošle potvrdenie dát. Záruka následnej správy.

Vrstva relácie (SESSION)

Relácia (relácia) je súbor sieťových interakcií zameraných na riešenie jedinej úlohy.

Teraz sa sieťová interakcia skomplikovala a nepozostáva z jednoduché otázky a odpovede, ako to bolo predtým. Ak napríklad načítate webovú stránku, ktorá sa má zobraziť v prehliadači, musíte najprv stiahnuť text webovej stránky (.html), súbor štýlu (.css), ktorý popisuje prvky dizajnu webovej stránky, a načítať obrázky . Aby bolo možné dokončiť úlohu načítania webovej stránky, je potrebné implementovať niekoľko samostatných sieťových operácií.

Relácia určuje, aký typ prenosu informácií sa uskutoční medzi 2 aplikačnými procesmi: polovičný duplex (sekvenčný prenos a príjem dát); alebo duplex (súčasný prenos a príjem informácií).

Vrstva prezentácie údajov(PREZENTÁCIA)

Funkcie – prezentujú dáta prenášané medzi aplikačnými procesmi v požadovanej forme.

Na popis tejto úrovne sa používa automatický online preklad z rôznych jazykov. Napríklad vytočíte telefónne číslo, hovoríte po rusky, sieť sa automaticky preloží do francúzštiny, odošle informácie do Španielska, kde človek zdvihne telefón a vypočuje si vašu otázku v španielčine. Táto úloha zatiaľ nebola zrealizovaná.

Na ochranu údajov odosielaných cez sieť sa používa šifrovanie: vrstva bezpečných soketov, ako aj zabezpečenie transportnej vrstvy, tieto technológie vám umožňujú šifrovať údaje odosielané cez sieť.

Protokoly aplikačnej vrstvy používajú TSL/SSL a možno ich identifikovať podľa písmena s na konci. Napríklad https, ftps a iné. Ak vo svojom prehliadači vidíte, že sa používa protokol https a zámok, znamená to, že údaje sú chránené cez sieť pomocou šifrovania.

(APLIKÁCIA)

Nevyhnutné na vzájomnú interakciu sieťových aplikácií, ako je web, e-mail, skype atď.

V podstate ide o súbor špecifikácií, ktoré umožňujú užívateľovi zadávať stránky, aby našiel informácie, ktoré potrebuje. Jednoducho povedané, úlohou aplikácie je poskytnúť prístup k sieťové služby. Obsah tejto úrovne je veľmi rôznorodý.

Funkcieaplikácie:

Riešenie problémov, odosielanie súborov; riadenie práce a systému;
Identifikácia používateľov pomocou ich prihlasovacieho mena, e-mailovej adresy, hesiel, elektronických podpisov;
Žiadosti o spojenie s inými aplikačnými procesmi;

Video o všetkých úrovniach modeluOSI

Záver

Analýza problémov pomocou modelov siete OSI vám môže pomôcť rýchlo nájsť a opraviť problémy. Nie nadarmo sa pracuje na projekte programu, ktorý dokáže identifikovať nedostatky a zároveň má zložité zariadenie krok za krokom, už pomerne dlho. Tento model je skutočne štandardom. Koniec koncov, v rovnakom čase sa pracovalo na vytvorení ďalších protokolov. Napríklad . Dnes sa používajú pomerne často.

Sieťový model OSI je referenčný model pre interakciu otvorených systémov, v angličtine to znie ako Open Systems Interconnection Basic Reference Model. Jeho účelom je zovšeobecnená reprezentácia nástrojov sieťovej interakcie.

To znamená, že model OSI je zovšeobecnené štandardy pre vývojárov programov, vďaka ktorým môže každý počítač rovnako dešifrovať údaje prenášané z iného počítača. Aby to bolo jasné, uvediem príklad z reálneho života. Je známe, že včely vidia všetko okolo seba v ultrafialovom svetle. To znamená, že naše oko a včely vnímajú ten istý obraz úplne odlišnými spôsobmi a to, čo vidí hmyz, môže byť ľudskému zraku neviditeľné.

S počítačmi je to rovnaké – ak jeden vývojár napíše aplikáciu v nejakom programovacom jazyku, ktorý tomu rozumie vlastný počítač, ale nie je k dispozícii pre žiadne iné zariadenie, potom nebudete môcť čítať dokument vytvorený touto aplikáciou na žiadnom inom zariadení. Preto sme prišli s nápadom, že pri písaní aplikácií sa riaďte jednotným súborom pravidiel, ktoré sú zrozumiteľné pre každého.

úrovne OSI

Pre prehľadnosť je proces sieťovej prevádzky zvyčajne rozdelený do 7 úrovní, z ktorých každá má svoju vlastnú skupinu protokolov.

Sieťový protokol sú pravidlá a technické postupy, ktoré umožňujú počítačom v sieti pripojiť sa a vymieňať si údaje.
Skupina protokolov spojených spoločným konečným cieľom sa nazýva zásobník protokolov.

Na vykonávanie rôznych úloh existuje niekoľko protokolov, ktoré obsluhujú systémy, napríklad zásobník TCP/IP. Pozrime sa bližšie na to, ako sa informácie z jedného počítača odosielajú cez lokálnu sieť do iného počítača.

Úlohy počítača ODOSIELATEĽA:

Získajte údaje z aplikácie
Ak je objem veľký, rozdeľte ich na malé balíčky
Pripravte sa na prenos, to znamená označte trasu, zašifrujte a prekódujte do sieťového formátu.

Úlohy počítača PRÍJEMCU:

Príjem dátových paketov
Odstráňte z neho servisné informácie
Skopírujte údaje do schránky
Po úplnom prijatí všetkých paketov z nich vytvorte počiatočný dátový blok
Dajte to aplikácii

Na správne vykonanie všetkých týchto operácií je potrebný jeden súbor pravidiel, teda referenčný model OSI.

Vráťme sa k úrovniam OSI. Zvyčajne sa počítajú v opačnom poradí a sieťové aplikácie sú umiestnené v hornej časti tabuľky a fyzické médium na prenos informácií je v spodnej časti. Keď dáta z počítača prúdia priamo do sieťového kábla, protokoly bežia ďalej rôzne úrovne, postupne sa transformujú a pripravujú ich na fyzický prenos.

Pozrime sa na ne podrobnejšie.

7. Aplikačná vrstva

Jeho úlohou je zbierať dáta zo sieťovej aplikácie a posielať ich na úroveň 6.

6. Prezentačná vrstva

Prekladá tieto údaje do jedného univerzálneho jazyka. Faktom je, že každý počítačový procesor má vlastný formát spracovanie dát, ale musia vstúpiť do siete v jednom univerzálnom formáte – to robí prezentačná vrstva.

5. Vrstva relácie

Má veľa úloh.

Vytvorte komunikačnú reláciu s príjemcom. Softvér upozorní prijímajúci počítač, že sa doň majú odoslať údaje.
Tu prebieha rozpoznávanie a ochrana mien:
- identifikácia – rozpoznávanie mena
- autentifikácia - overenie hesla
- registrácia - pridelenie právomoci
Implementácia toho, ktorá strana prenáša informácie a ako dlho to bude trvať.
Umiestnenie kontrolných bodov do celkového toku údajov tak, aby v prípade straty ktorejkoľvek časti bolo ľahké určiť, ktorá časť je stratená a mala by byť znovu odoslaná.
Segmentácia je rozdelenie veľkého bloku na malé pakety.

4. Transportná vrstva

Poskytuje aplikáciám požadovanú úroveň ochrany pri doručovaní správ. Existujú dve skupiny protokolov:

Protokoly, ktoré sú orientované na spojenie – sledujú doručovanie údajov a prípadne požadujú opakovaný prenos, ak zlyhá. Toto je TCP - Information Transfer Control Protocol.
Nie sú orientované na spojenie (UDP) - jednoducho posielajú bloky a ďalej nesledujú ich doručenie.

3. Sieťová vrstva

Poskytuje end-to-end prenos paketu výpočtom jeho trasy. Na tejto úrovni sa v paketoch IP adresy odosielateľa a príjemcu pridávajú ku všetkým predchádzajúcim informáciám generovaným inými úrovňami. Od tohto momentu sa dátový paket nazýva samotný PACKET, ktorý má (IP protokol je medzisieťový protokol).

2. Vrstva dátového spojenia

Tu sa paket prenáša v rámci jedného kábla, teda jednej lokálnej siete. Funguje len po okrajový smerovač jednej lokálnej siete. K prijatému paketu linková vrstva pridá svoju hlavičku – MAC adresy odosielateľa a príjemcu a v tejto podobe sa dátový blok už nazýva FRAME.

Pri prenose mimo jednej lokálnej siete sa paketu nepridelí MAC adresa hostiteľa (počítača), ale smerovača inej siete. Tu vzniká otázka šedej a bielej IP, o ktorej sa hovorilo v článku, na ktorý bol uvedený odkaz vyššie. Šedá je adresa v rámci jednej lokálnej siete, ktorá sa mimo nej nepoužíva. Biela je jedinečná adresa na celom globálnom internete.

Keď paket dorazí na okrajový smerovač, IP paketu sa nahradí IP tohto smerovača a celá lokálna sieť sa pripojí ku globálnej sieti, teda k internetu, pod jednou IP adresou. Ak je adresa biela, časť údajov s IP adresou sa nemení.

1. Fyzická vrstva (prepravná vrstva)

Zodpovedá za konverziu binárnych informácií na fyzický signál, ktorý sa odosiela fyzickým dátovým kanálom. Ak ide o kábel, potom je signál elektrický, ak ide o sieť z optických vlákien, ide o optický signál. Táto konverzia sa vykonáva pomocou sieťového adaptéra.

Zásobníky protokolov

TCP/IP je zásobník protokolov, ktorý riadi prenos dát v lokálnej sieti aj na internete. Tento zásobník obsahuje 4 úrovne, to znamená, že podľa referenčného modelu OSI každá z nich kombinuje niekoľko úrovní.

Aplikácia (OSI - aplikácia, prezentácia a relácia)
Za túto úroveň sú zodpovedné nasledujúce protokoly:
- TELNET - vzdialená komunikačná relácia vo forme príkazový riadok
- FTP - File Transfer Protocol
- SMTP - Mail Forwarding Protocol
- POP3 a IMAP - príjem poštové zásielky
- HTTP - práca s hypertextovými dokumentmi
Transport (rovnaký pre OSI) je TCP a UDP už popísaný vyššie.
Internetwork (OSI - network) je IP protokol
Úroveň sieťového rozhrania (OSI - kanál a fyzická) Ovládače sieťového adaptéra sú zodpovedné za fungovanie tejto úrovne.

Terminológia pri označovaní dátového bloku

Stream – dáta, s ktorými sa pracuje na aplikačnej úrovni

Datagram je blok dátového výstupu z UPD, to znamená, že nemá garantované doručenie.

Segment je blok zaručený pre doručenie na výstupe protokolu TCP.

Paket je blok dátového výstupu z protokolu IP. keďže na tejto úrovni ešte nie je zaručené jeho doručenie, možno ho nazvať aj datagramom.

Frame je blok s pridelenými MAC adresami.

dakujem! Nepomohlo

Uvažujme v tomto článku o účele úrovní referenčného modelu osi s podrobným popisom každej zo siedmich úrovní modelu.

Proces organizácie princípu sieťovej interakcie v počítačových sieťach je pomerne zložitá a náročná úloha, preto sme sa na vykonanie tejto úlohy rozhodli použiť známy a univerzálny prístup - rozklad.

Rozklad je vedecká metóda, ktorá využíva rozdelenie jedného komplexného problému do niekoľkých jednoduchších úloh – sérií (modulov) vzájomne prepojených.

Viacúrovňový prístup:

všetky moduly sú rozdelené do samostatných skupín a zoradené podľa úrovní, čím sa vytvára hierarchia;
moduly jednej úrovne na plnenie svojich úloh posielajú požiadavky iba modulom bezprostredne susediacej nižšej úrovne;
Aktivuje sa princíp zapuzdrenia - úroveň poskytuje službu a skrýva detaily svojej implementácie pred ostatnými úrovňami.

Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO, vytvorená v roku 1946) mala za úlohu vytvoriť univerzálny model, ktorý by jasne vymedzil a definoval rôzne úrovne interakcie systémov s pomenovanými úrovňami a s každou úrovňou pridelenou vlastnou špecifickou úlohou. Tento model bol tzv model interakcie otvorených systémov(Open System Interconnection, OSI) príp ISO/OSI model .

Referenčný model prepojenia Otvorené systémy(sedemúrovňový osi model) predstavený v roku 1977

Po schválení tohto modelu bol interakčný problém rozdelený (rozložený) na sedem konkrétnych problémov, z ktorých každý je možné riešiť nezávisle od ostatných.

Vrstvy referenčného modelu OSI predstavujú vertikálnu štruktúru, kde sú všetky funkcie siete rozdelené medzi sedem úrovní. Zvlášť treba poznamenať, že každá takáto úroveň zodpovedá presne popísaným operáciám, zariadeniam a protokolom.

Interakcia medzi úrovňami je organizovaná nasledovne:

vertikálne - vo vnútri jedného počítača a iba so susednými úrovňami.
horizontálne - je organizovaná logická interakcia - s rovnakou úrovňou iného počítača na druhom konci komunikačného kanála (to znamená, že sieťová vrstva na jednom počítači interaguje so sieťovou vrstvou na inom počítači).

Keďže sedemúrovňový osi model pozostáva z prísnej podriadenej štruktúry, každá vyššia úroveň využíva funkcie nižšej úrovne a rozpoznáva, v akej forme a akým spôsobom (t.j. cez aké rozhranie) je do nej potrebné preniesť dátový tok.

Pozrime sa, ako je organizovaný prenos správ počítačová sieť podľa modelu OSI. Úroveň aplikácie je úroveň aplikácie, to znamená, že táto úroveň sa používateľovi zobrazuje vo forme použitej operačný systém a programy používané na odosielanie údajov. Na úplnom začiatku je to aplikačná vrstva, ktorá generuje správu, potom sa prenáša do reprezentatívnej vrstvy, to znamená, že ide o model OSI. Reprezentatívna vrstva zase analyzuje hlavičku aplikačnej vrstvy, vykonáva požadované akcie a pridáva informácie o svojej službe na začiatok správy vo forme hlavičky reprezentatívnej vrstvy pre reprezentatívnu vrstvu cieľového uzla. Ďalej pohyb správy pokračuje smerom nadol, klesá do vrstvy relácie a tá na oplátku tiež pridáva svoje servisné dáta vo forme hlavičky na začiatok správy a proces pokračuje, kým nedosiahne fyzickú vrstvu.

Je potrebné poznamenať, že okrem pridania servisných informácií vo forme hlavičky na začiatok správy môžu vrstvy pridať servisné informácie aj na koniec správy, ktorý sa nazýva „upútavka“.

Keď správa dosiahne fyzickú vrstvu, správa je už plne vytvorená na prenos cez komunikačný kanál do cieľového uzla, to znamená, že obsahuje všetky informácie o službe pridané na úrovniach modelu OSI.

Okrem termínu dáta, ktorý sa používa v modeli OSI na aplikačnej, prezentačnej a relačnej vrstve, sa v iných vrstvách modelu OSI používajú aj ďalšie termíny, takže môžete okamžite určiť, na ktorej vrstve modelu OSI je spracovanie vykonaná.

V normách ISO sa na označenie jedného alebo druhého údaja, s ktorým pracujú protokoly na rôznych úrovniach modelu OSI, používa spoločný názov – Protocol Data Unit (PDU). Špeciálne názvy sa často používajú na označenie blokov údajov na určitých úrovniach: rámec, paket, segment.

Funkcie fyzickej vrstvy

na tejto úrovni sú štandardizované typy konektorov a priradenia kontaktov;
určuje, ako sú reprezentované "0" a "1";
rozhranie medzi sieťovými médiami a sieťové zariadenie(prenáša elektrické alebo optické signály do káblového alebo rádiového vzduchu, prijíma ich a konvertuje na dátové bity);
funkcie fyzickej vrstvy sú implementované vo všetkých zariadeniach pripojených k sieti;
zariadenia fungujúce na fyzickej úrovni: koncentrátory;
Príklady sieťových rozhraní súvisiacich s fyzickou vrstvou: RS-232C, RJ-11, RJ-45, AUI, BNC konektory.

Funkcie prepojovacej vrstvy

Nula a jeden bit Fyzickej vrstvy sú organizované do rámcov. Rámec je časť údajov, ktorá má nezávislú logickú hodnotu;
organizovanie prístupu k prenosovému médiu;
spracovanie chýb pri prenose údajov;
určuje štruktúru spojení medzi uzlami a spôsoby ich adresovania;
zariadenia pracujúce na úrovni dátového spojenia: prepínače, mostíky;
Príklady protokolov súvisiacich s vrstvou dátového spojenia: Ethernet, Token Ring, FDDI, Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.

Pre LAN je linková vrstva rozdelená na dve podúrovne:

LLC (LogicalLinkControl) – zodpovedá za zriadenie komunikačného kanála a za bezchybné odosielanie a prijímanie dátových správ;
MAC (MediaAccessControl) – zabezpečuje zdieľaný prístup sieťových adaptérov k fyzickej vrstve, určenie hraníc rámca, rozpoznávanie cieľových adries (napríklad prístup na spoločnú zbernicu).

Funkcie sieťovej vrstvy

Vykonáva nasledujúce funkcie:

určenie cesty prenosu dát;
určenie najkratšej trasy;
Monitorovanie problémov a preťaženia siete.

Riešiť problémy:

prenos správ cez spojenia s neštandardnou štruktúrou;
harmonizácia rôznych technológií;
zjednodušenie adresovania vo veľkých sieťach;
vytváranie bariér pre nežiaducu komunikáciu medzi sieťami.

Zariadenie pracujúce na úrovni siete: router.
Typy protokolov sieťovej vrstvy:

sieťové protokoly (šírenie paketov po sieti: , ICMP);
smerovacie protokoly: RIP, OSPF;
Protokoly na rozlíšenie adries (ARP).

Funkcie transportnej vrstvy modelu osi

poskytuje aplikáciám (alebo aplikačným a relačným vrstvám) prenos dát s požadovaným stupňom spoľahlivosti, kompenzujúc nedostatky spoľahlivosti nižších úrovní;
multiplexovanie a demultiplexovanie t.j. zber a demontáž balíkov;
protokoly sú navrhnuté pre komunikáciu bod-bod;
od tejto úrovne sa implementujú protokoly softvér koncové uzly siete - komponenty ich sieťového OS;
príklady: protokoly TCP, UDP.

Funkcie vrstvy relácie

udržiavanie komunikačnej relácie, ktorá umožňuje aplikáciám vzájomnú interakciu po dlhú dobu;
vytvorenie/ukončenie relácie;
výmena informácií;
synchronizácia úloh;
určenie práva na prenos údajov;
udržiavanie relácie počas obdobia nečinnosti aplikácie.
synchronizácia prenosu je zabezpečená umiestnením kontrolných bodov do dátového toku, od ktorých sa proces obnoví v prípade porúch.

Funkcie na reprezentatívnej úrovni

je zodpovedný za konverziu protokolu a kódovanie/dekódovanie údajov. Prevádza aplikačné požiadavky prijaté z aplikačnej vrstvy do formátu na prenos cez sieť a konvertuje dáta prijaté zo siete do formátu zrozumiteľného pre aplikácie;
možná implementácia:
kompresia/dekompresia údajov alebo kódovanie/dekódovanie;
presmerovanie požiadaviek na iný sieťový zdroj, ak ich nemožno spracovať lokálne.
príklad: SSL protokol (poskytuje tajné správy pre protokoly aplikačnej vrstvy TCP/IP).

Funkcie aplikačnej vrstvy modelu osi

je súbor rôznych protokolov, pomocou ktorých používatelia siete získavajú prístup k zdieľaným zdrojom a organizujú spoločnú prácu;
zabezpečuje interakciu medzi sieťou a používateľom;
Umožňuje užívateľským aplikáciám prístup k sieťovým službám, ako je obsluha databázových dotazov, prístup k súborom, preposielanie email;
je zodpovedný za prenos servisných informácií;
poskytuje aplikáciám informácie o chybách;
príklad: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

Úrovne sedemúrovňového modelu osi závislé od siete a nezávislé od siete

Podľa ich vlastných funkčnosť Sedem vrstiev modelu OSI možno klasifikovať do jednej z dvoch skupín:

skupina, v ktorej úrovne závisia od konkrétnej technickej implementácie počítačová sieť. Fyzické vrstvy, vrstvy dátového spojenia a sieťové vrstvy sú závislé od siete, inými slovami, tieto vrstvy sú neoddeliteľne spojené so špecifickým použitým sieťovým vybavením.
skupina, v ktorej sú vrstvy primárne orientované na aplikáciu. Relačné, reprezentatívne a aplikačné úrovne sú zamerané na používané aplikácie a sú prakticky nezávislé od toho, aké sieťové vybavenie sa v počítačovej sieti používa, čiže sú sieťovo nezávislé.

Referenčný model OSI

Pre prehľadnosť je sieťový proces v referenčnom modeli OSI rozdelený do siedmich vrstiev. Tento teoretický konštrukt uľahčuje učenie a pochopenie pomerne zložitých konceptov. V hornej časti modelu OSI je aplikácia, ktorá potrebuje prístup k sieťovým zdrojom, v dolnej časti je samotné sieťové prostredie. Ako sa údaje presúvajú z vrstvy na vrstvu nadol, protokoly pracujúce na týchto vrstvách ich postupne pripravujú na prenos cez sieť. Keď sa údaje dostanú do cieľového systému, presunú sa cez vrstvy nahor, pričom rovnaké protokoly vykonávajú rovnaké akcie, len v opačnom poradí. V roku 1983 Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (Medzinárodná organizácia pre normalizáciu, ISO) aOdvetvie normalizácie telekomunikácií Medzinárodnej telekomunikačnej únie

(Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union, ITU-T) zverejnil dokument „Základný referenčný model pre prepojenie otvorených systémov“, ktorý popisoval model distribúcie sieťových funkcií medzi 7 rôznymi úrovňami (obr. 1.7). Táto sedemvrstvová štruktúra mala tvoriť základ pre nový zásobník protokolov, ale nikdy nebola implementovaná v komerčnej forme. Namiesto toho sa model OSI používa s existujúcimi zásobníkmi protokolov ako tréningový a referenčný nástroj.

Interakcia protokolov fungujúcich na rôznych úrovniach modelu OSI sa v podstate prejavuje v tom, že každý protokol pridáva titul(hlavička) alebo (v jednom prípade) príves(päta) k informáciám, ktoré dostal z úrovne vyššie. Napríklad aplikácia generuje požiadavku na sieťový zdroj. Táto požiadavka sa presunie nadol v zásobníku protokolov. Keď sa dostane na transportnú vrstvu, protokoly na tejto vrstve pridajú k požiadavke svoju vlastnú hlavičku pozostávajúcu z polí s informáciami špecifickými pre funkcie daného protokolu. Samotná pôvodná požiadavka sa stáva dátovým poľom (payload) pre protokol transportnej vrstvy. Po pridaní svojej hlavičky protokol transportnej vrstvy odovzdá požiadavku sieťovej vrstve. Protokol sieťovej vrstvy pridáva svoju vlastnú hlavičku do hlavičky protokolu transportnej vrstvy. Pre protokol sieťovej vrstvy sa teda užitočné zaťaženie stáva pôvodnou požiadavkou a hlavičkou protokolu transportnej vrstvy. Celá táto konštrukcia sa stáva užitočnou záťažou pre protokol spojovej vrstvy, ktorý k nej pridáva hlavičku a upútavku. Výsledkom tejto činnosti je plastové vrecko(paket), pripravený na prenos cez sieť. Keď paket dosiahne svoj cieľ, proces sa opakuje v opačnom poradí. Protokol každej nasledujúcej vrstvy zásobníka (teraz zdola nahor) spracuje a odstráni hlavičku ekvivalentného protokolu odosielajúceho systému. Po dokončení procesu sa pôvodná požiadavka dostane do aplikácie, pre ktorú bola určená, v rovnakej forme, v akej bola vygenerovaná. Zavolá sa proces pridávania hlavičiek do požiadavky (obrázok 1.8) vygenerovanej aplikáciou zapuzdrenie údajov

(zapuzdrenie údajov). V podstate sa tento postup podobá procesu prípravy listu na odoslanie poštou. Žiadosť je samotný list a pridanie nadpisov je rovnaké ako vloženie listu do obálky, napísanie adresy, opečiatkovanie a skutočné odoslanie.

Fyzická vrstva Na najnižšej úrovni modelu OSI - fyzické (fyzické) - určujú sa charakteristiky prvkov sieťového vybavenia - sieťové prostredie, spôsob inštalácie, typ signálov používaných na prenos binárnych dát po sieti. Okrem toho fyzická vrstva určuje, aký typ sieťového adaptéra je potrebné nainštalovať na každý počítač a aký druh rozbočovača použiť (ak je to potrebné). Na fyzickej úrovni sa zaoberáme medeným alebo optickým káblom alebo iným. V LAN sú špecifikácie fyzickej vrstvy priamo spojené s protokolom dátového spojenia používaného v sieti. Keď vyberiete protokol spojovej vrstvy, musíte použiť jednu zo špecifikácií fyzickej vrstvy, ktorú daný protokol podporuje. Napríklad protokol Ethernet link layer podporuje niekoľko rôzne možnosti fyzická vrstva - jeden z dvoch typov koaxiálneho kábla, akýkoľvek krútený párový kábel, kábel z optických vlákien. Parametre každej z týchto možností sú tvorené mnohými informáciami o požiadavkách fyzickej vrstvy, napríklad typ kábla a konektorov, prípustná dĺžka káblov, počet rozbočovačov atď. Splnenie týchto požiadaviek je nevyhnutné pre normálna prevádzka protokoly. Napríklad v príliš dlhom kábli si ethernetový systém nemusí všimnúť kolízie paketov a ak systém nedokáže odhaliť chyby, nedokáže ich opraviť, čo vedie k strate dát.Nie všetky aspekty fyzickej vrstvy sú definované štandardom protokolu spojovej vrstvy. Niektoré z nich sú definované samostatne. Jedna z najbežnejšie používaných špecifikácií fyzickej vrstvy je opísaná v norme pre telekomunikačnú kabeláž v komerčných budovách, ktorá je známa ako EIA/TIA 568A. Vydáva sa spoločne Americký národný inštitút Stan šípky(Americký národný inštitút pre normalizáciu, ANSI), Združenia z elektronický priemysel(Electronic Industry Association, EIA) a Asociácia komunikačného priemyslu káble pre siete na prenos dát v priemyselnom prostredí vrátane minimálnej vzdialenosti od zdrojov elektromagnetického rušenia a ďalších pravidiel kladenia káblov. Dnes je kladenie káblov vo veľkých sieťach najčastejšie zverené špecializovaným firmám. Najatý dodávateľ by mal byť dôkladne oboznámený s EIA/TIA 568A a inými podobnými dokumentmi, ako aj s mestskými stavebnými predpismi. Ďalším komunikačným prvkom definovaným na fyzickej vrstve je typ signálu na prenos dát cez sieťové médium. Pre káble s medenou základňou je týmto signálom elektrický náboj, pre kábel z optických vlákien je to svetelný impulz. Iné typy sieťových prostredí môžu využívať rádiové vlny, infračervené impulzy a iné signály. Okrem povahy signálov fyzická vrstva určuje ich prenosovú schému, to znamená kombináciu elektrických nábojov alebo svetelných impulzov používaných na kódovanie binárnych informácií, ktoré sú generované vyššími vrstvami. Ethernetové systémy používajú signalizačnú schému známu ako Manchester kódovanie (kódovanie Manchester) a používa sa v systémoch Token Ringdiferenciál Manchester

(diferenciálny Manchester).

Data Link Layer Protokol kanál (data-link) úroveň zabezpečuje výmenu informácií medzi hardvérom počítača pripojeného do siete a sieťovým softvérom. Pripravuje dáta, ktoré mu posiela protokol sieťovej vrstvy na odoslanie do siete, a prenáša dáta prijaté systémom zo siete do sieťovej vrstvy.(alebo iné sieťové prostredie) a pomocné spojovacie zariadenia;

sieťové uzly (v niektorých prípadoch).

Sieťové adaptéry aj rozbočovače sú navrhnuté pre špecifické protokoly spojovej vrstvy. Niektoré sieťové káble sú tiež prispôsobené pre špecifické protokoly, existujú však aj káble, ktoré sú vhodné pre rôzne protokoly. Samozrejme, dnes (ako vždy) najpopulárnejším protokolom linkovej vrstvy je Ethernet. Token Ring je ďaleko pozadu, nasledujú ďalšie protokoly ako FDDI (Fibre Distributed Data Interface). V špecifikácii protokolu spojovej vrstvy sú zvyčajne tri hlavné prvky: formát rámca (t. j. hlavička a prívesok pridané k údajom sieťovej vrstvy pred prenosom do siete); mechanizmus na kontrolu prístupu do sieťového prostredia; jedna alebo viac špecifikácií fyzickej vrstvy používaných s daným protokolom. Formát rámu Protokol spojovej vrstvy pridáva hlavičku a upútavku k údajom prijatým z protokolu sieťovej vrstvy a premieňa ich na rám(rámček) (obr. 1.9). Ak opäť použijeme analógiu pošty, hlavička a prívesok sú obálkou na odoslanie listu. Obsahujú adresy vysielacích a prijímacích systémov paketu. Pre protokoly LAN ako Ethernet a Token Ring sú tieto adresy priradené 6-bajtové hexadecimálne reťazce

sieťové adaptéry v továrni výrobcu. Na rozdiel od adries používaných na iných úrovniach modelu OSI sú tzv appa

Je dôležité pochopiť, že protokoly spojovej vrstvy poskytujú komunikáciu iba medzi počítačmi v rovnakej sieti LAN. Hardvérová adresa v hlavičke vždy patrí počítaču v rovnakej sieti LAN, aj keď je cieľový systém v inej sieti. Ďalšími dôležitými funkciami rámca spojovej vrstvy sú identifikácia protokolu sieťovej vrstvy, ktorý generoval dáta v pakete a informácie pre detekciu chýb. Sieťová vrstva môže používať rôzne protokoly, takže protokolový rámec spojovej vrstvy zvyčajne obsahuje kód, ktorý možno použiť na identifikáciu, ktorý protokol sieťovej vrstvy generoval údaje v danom pakete. Riadený týmto kódom, protokol spojovej vrstvy prijímajúceho počítača posiela údaje do zodpovedajúceho protokolu svojej sieťovej vrstvy. Na zistenie chýb vysielací systém vypočíta cyklický načítať redundantný kód(cyklická kontrola redundancie, CRC) užitočného zaťaženia a zapíše ho do rámového prívesu. Po prijatí paketu cieľový počítač vykoná rovnaké výpočty a porovná výsledok s obsahom prívesu. Ak sa výsledky zhodujú, informácie sa preniesli bez chýb. IN

inak

príjemca predpokladá, že balík je poškodený a nepreberá ho. Kontrola prístupu k médiám Počítače v sieti LAN zvyčajne zdieľajú poloduplexné sieťové médium. V tomto prípade je dosť možné, že dva počítače začnú súčasne prenášať dáta. V takýchto prípadoch dochádza ku kolízii paketov,

kolízia

Protokoly spojovej vrstvy používané v sieťach LAN často podporujú viac ako jedno sieťové médium a jedna alebo viac špecifikácií fyzickej vrstvy je zahrnutých v protokolovom štandarde. Dátové spojenie a fyzické vrstvy spolu úzko súvisia, pretože vlastnosti sieťového média výrazne ovplyvňujú spôsob, akým protokol riadi prístup k médiu. Preto môžeme povedať, že v lokálnych sietí Protokoly spojovej vrstvy tiež vykonávajú funkcie fyzickej vrstvy. IN globálne siete Používajú sa protokoly spojovej vrstvy, ktoré neobsahujú informácie o fyzickej vrstve, napríklad SLIP (Serial Line Internet Protocol) a PPP (Point-to-Point Protocol).

Sieťová vrstva

Na prvý pohľad sa to môže zdať siete(sieťová) vrstva duplikuje niektoré funkcie vrstvy dátového spojenia. To však nie je pravda: „zodpovedné“ sú protokoly sieťovej vrstvy end-to-end(end-to-end) komunikácie, zatiaľ čo protokoly spojovej vrstvy fungujú iba v rámci LAN. Inými slovami, protokoly sieťovej vrstvy kompletne zabezpečujú prenos paketu zo zdroja do cieľového systému. V závislosti od typu siete môžu byť odosielateľ a príjemca v rovnakej sieti LAN, v rôznych sieťach LAN v tej istej budove alebo v sieťach LAN oddelených tisíckami kilometrov. Napríklad, keď komunikujete so serverom na internete, pakety generované vaším počítačom prechádzajú cez desiatky sietí na ceste k nemu. Protokol spojovej vrstvy sa niekoľkokrát zmení, aby sa prispôsobil týmto sieťam, ale protokol sieťovej vrstvy zostane po celú dobu rovnaký. Základným kameňom sady protokolov TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) a najbežnejšie používaným protokolom sieťovej vrstvy je internetový protokol (IP). Novell NetWare má svoje vlastné sieťový protokol IPX (Internetwork Packet Exchange) a v malých sieťach Microsoft Windows Zvyčajne sa používa protokol NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface). Väčšina funkcií priradených sieťovej vrstve je určená schopnosťami protokolu IP. Podobne ako protokol spojovej vrstvy, aj protokol sieťovej vrstvy pridáva hlavičku k údajom, ktoré prijíma z vyššej vrstvy (obrázok 1.10). Dátový prvok vytvorený protokolom sieťovej vrstvy pozostáva z údajov transportnej vrstvy a hlavičky sieťovej vrstvy a je volaný

datagram

Hlavička protokolu sieťovej vrstvy, podobne ako hlavička protokolu spojovej vrstvy, obsahuje polia s adresami zdrojového a cieľového systému. V tomto prípade však cieľová systémová adresa patrí konečnému cieľu paketu a môže sa líšiť od cieľovej adresy v hlavičke protokolu spojovej vrstvy. Napríklad, keď zadáte adresu webovej stránky do panela s adresou prehliadača, paket vygenerovaný vaším počítačom špecifikuje adresu cieľového systému na úrovni siete ako adresu webového servera, zatiaľ čo na linkovej vrstve adresu smerovača vo vašej sieti LAN, ktorý poskytuje prístup na internet. V IP sa používa vlastný systém adresovanie, ktoré je úplne nezávislé od adries linkovej vrstvy. Každému počítaču v sieti IP je manuálne alebo automaticky priradený 32-bitový IP adresa

, ktorá identifikuje samotný počítač aj sieť, v ktorej sa nachádza. V IPX sa hardvérová adresa používa na identifikáciu samotného počítača, navyše špeciálna adresa slúži na identifikáciu siete, na ktorej sa počítač nachádza. NetBEUI rozlišuje počítače podľa názvov NetBIOS priradených ku každému systému počas inštalácie.

Fragmentácia Datagramy sieťovej vrstvy musia na svojej ceste k cieľu prejsť viacerými sieťami, pričom narážajú na špecifické vlastnosti a obmedzenia rôznych protokolov spojovej vrstvy. Jedným z takýchto obmedzení je maximálna veľkosť paketu povolená protokolom. Napríklad rámec Token Ring môže mať veľkosť až 4 500 bajtov, zatiaľ čo rámce siete Ethernet môžu mať veľkosť až 1 500 bajtov. Keď sa veľký datagram vygenerovaný v sieti Token Ring prenáša do siete Ethernet, protokol sieťovej vrstvy ho musí rozdeliť na niekoľko fragmentov s veľkosťou maximálne 1 500 bajtov. Tento proces sa nazýva fragmentácia

Smerovanie

(fragmentácia). smerovanie je proces výberu najefektívnejšej cesty na internete na prenos datagramov z odosielajúceho systému do prijímajúceho systému. V zložitých sieťach, ako je internet alebo veľké firemné siete, často existuje niekoľko spôsobov, ako sa dostať z jedného počítača na druhý. Sieťoví dizajnéri zámerne vytvárajú redundantné prepojenia, aby si prevádzka mohla nájsť cestu k svojmu cieľu, aj keď jeden zo smerovačov zlyhá. Smerovače slúžia na prepojenie jednotlivých sietí LAN, ktoré sú súčasťou internetu. Účelom smerovača je prijímať prichádzajúcu prevádzku z jednej siete a posielať ju do konkrétneho systému v inej. V internetových sieťach existujú dva typy systémov: terminál (koncové systémy) a medziprodukt

(stredné systémy). Koncové systémy sú odosielatelia a príjemcovia paketov. Smerovač je prechodný systém. Koncové systémy využívajú všetkých sedem vrstiev modelu OSI, zatiaľ čo pakety prichádzajúce do medziľahlých systémov nevystupujú nad sieťovú vrstvu. Tam router spracuje paket a odošle ho do zásobníka na prenos do ďalšieho cieľového systému (obrázok 1.11). Na správne smerovanie paketu k cieľu ukladajú smerovače do pamäte tabuľky so sieťovými informáciami. Tieto informácie môže správca zadať manuálne alebo ich môže automaticky zbierať z iných smerovačov pomocou špecializovaných protokolov. Typická položka smerovacej tabuľky obsahuje adresu inej siete a adresu smerovača, cez ktorý musia pakety do tejto siete cestovať. Okrem toho prvok smerovacej tabuľky obsahuje metrika trasy -

podmienečné posúdenie jeho účinnosti. Ak existuje viacero trás do systému, smerovač vyberie tú najefektívnejšiu a odošle datagram do vrstvy dátového spojenia na prenos do smerovača špecifikovaného v položke tabuľky s najlepšou metrikou. Vo veľkých sieťach môže byť smerovanie nezvyčajne zložitý proces, ale najčastejšie sa to deje automaticky a bez povšimnutia používateľa.

Identifikácia protokolu transportnej vrstvy

Rovnako ako hlavička spojovej vrstvy špecifikuje protokol sieťovej vrstvy, ktorý generoval a prenášal dáta, hlavička sieťovej vrstvy obsahuje informácie o protokole transportnej vrstvy, z ktorého boli dáta prijaté. Na základe týchto informácií prijímací systém posiela prichádzajúce datagramy do príslušného protokolu transportnej vrstvy.

Transportná vrstva Funkcie vykonávané protokolmi(dopravná) vrstva, dopĺňajú funkcie protokolov sieťovej vrstvy. Protokoly týchto úrovní používané na prenos dát často tvoria prepojenú dvojicu, ako je možné vidieť na príklade TCP/IP: protokol TCP funguje na transportnej vrstve, IP na sieťovej vrstve. Väčšina protokolových balíkov má dva alebo viac protokolov transportnej vrstvy, ktoré vykonávajú rôzne funkcie. Alternatívou k TCP je UDP (User Datagram Protocol). Sada protokolov IPX tiež obsahuje niekoľko protokolov transportnej vrstvy vrátane NCP (NetWare Core Protocol) a SPX (Sequenced Packet Exchange). Rozdiel medzi protokolmi transportnej vrstvy z konkrétnej sady je v tom, že niektoré sú orientované na spojenie a iné nie. Systémy využívajúce protokol orientovaný na spojenie (orientované na spojenie), pred prenosom údajov si vymieňajú správy, aby medzi sebou nadviazali komunikáciu. To zaisťuje, že systémy sú zapnuté a pripravené na použitie. Napríklad protokol TCP je orientovaný na spojenie. Keď sa pripojíte k internetovému serveru pomocou prehliadača, prehliadač a server najskôr vykonajú tzv trojstupňové podanie ruky (trojstranné podanie ruky). Až potom prehliadač odošle adresu požadovanej webovej stránky na server. Po dokončení prenosu údajov vykonajú systémy rovnaký handshake na ukončenie spojenia.(spoľahlivý). Spoľahlivosť je v tomto prípade technický pojem a znamená, že každý prenášaný paket je skontrolovaný na chyby a odosielajúci systém je informovaný o doručení každého paketu. Nevýhodou tohto typu protokolu je značné množstvo riadiacich dát vymieňaných medzi týmito dvoma systémami. Najprv sa pri nadviazaní a ukončení komunikácie odošlú ďalšie správy. Po druhé, hlavička pridaná do paketu protokolom orientovaným na pripojenie je podstatne väčšia ako hlavička protokolu bez pripojenia. Napríklad hlavička protokolu TCP/IP má 20 bajtov a hlavička UDP 8 bajtov. protokol, nie je orientovaný na spojenie

(bez pripojenia), nevytvorí spojenie medzi dvoma systémami pred prenosom údajov. Odosielateľ jednoducho prenáša informácie do cieľového systému bez obáv, či je pripravený prijať dáta alebo či systém vôbec existuje. Systémy sa zvyčajne uchyľujú k protokolom bez pripojenia, ako je napríklad UDP, pre krátke transakcie pozostávajúce iba z požiadaviek a signálov odozvy. Signál odpovede z prijímača implicitne funguje ako signál potvrdenia prenosu. Poznámka

Protokoly orientované na pripojenie a protokoly bez pripojenia nie sú obmedzené na transportnú vrstvu. Napríklad protokoly sieťovej vrstvy zvyčajne nie sú orientované na spojenie, pretože sa spoliehajú na transportnú vrstvu, aby zabezpečili spoľahlivosť komunikácie. Protokoly transportnej vrstvy (rovnako ako sieťové a dátové vrstvy) zvyčajne obsahujú informácie z vyšších vrstiev. Napríklad hlavičky TCP a UDP obsahujú čísla portov, ktoré identifikujú aplikáciu, ktorá paket vytvorila, a aplikáciu, ku ktorej je určený.(session) úrovni, začína výrazný nesúlad medzi skutočne používanými protokolmi a modelom OSI. Na rozdiel od nižších vrstiev neexistujú žiadne vyhradené protokoly vrstvy relácie. Funkcie tejto vrstvy sú integrované do protokolov, ktoré vykonávajú aj funkcie reprezentatívnej a aplikačnej vrstvy. Transport, sieť, dátové spojenie a fyzické vrstvy sú zodpovedné za skutočný prenos dát cez sieť. Protokoly relácie a vyšších úrovní nemajú nič spoločné s procesom komunikácie. Vrstva relácie zahŕňa 22 služieb, z ktorých mnohé definujú spôsob výmeny informácií medzi systémami v sieti. Najdôležitejšie služby sú riadenie dialógu a oddelenie dialógu. Výmena informácií medzi dvoma systémami v sieti sa nazýva dialóg (dialóg). Vedenie dialógu (dialógové ovládanie) pozostáva z výberu režimu, v ktorom si budú systémy vymieňať správy. Existujú dva takéto režimy: polovičný duplex (dvojcestný alternatívny, TWA) a duplex (obojsmerne simultánne, TWS). V polovičnom duplexnom režime tieto dva systémy spolu s údajmi prenášajú aj tokeny. Informácie je možné preniesť iba do počítača, ktorý má momentálne je tam značka. Vyhnete sa tak kolíziám správ na ceste. Duplexný model je zložitejší. Nie sú v ňom žiadne značky; oba systémy môžu prenášať dáta kedykoľvek, dokonca súčasne. Rozdeľovací dialóg (dialógové oddelenie) pozostáva zo zahrnutia do dátového toku kontrolné body (kontrolné body), ktoré umožňujú synchronizáciu prevádzky dvoch systémov. Stupeň obtiažnosti rozdelenia dialógu závisí od spôsobu, akým sa vedie. V polovičnom duplexnom režime systémy vykonávajú menšiu synchronizáciu výmenou správ kontrolných bodov. V duplexnom režime fungujú systémyúplná synchronizácia

pomocou hlavnej/aktívnej značky.

Výkonná úroveň Zapnuté zástupca (prezentačná) úroveň vykonáva jedinú funkciu: preklad syntaxe medzi rôzne systémy . Počítače v sieti niekedy používajú rôzne syntaxe. Reprezentatívna vrstva im umožňuje „dohodnúť sa“ na spoločnej syntaxi na výmenu údajov. Pri vytváraní spojenia na prezentačnej vrstve si systémy vymieňajú správy o tom, aké syntaxe majú, a vyberajú si tú, ktorú použijú počas relácie.Oba systémy zapojené do spojenia majú(abstraktná syntax) je ich „prirodzenou“ formou komunikácie. Abstraktné syntaxe rôznych počítačových platforiem sa môžu líšiť. Počas procesu koordinácie systému, spoločné syntax prevoduúdajov(syntax prenosu). Vysielací systém konvertuje svoju abstraktnú syntax na syntax prenosu údajov a prijímajúci systém po dokončení prenosu urobí opak. V prípade potreby môže systém vybrať syntax prenosu údajov s doplnkové funkcie napríklad kompresiu alebo šifrovanie údajov.

Aplikačná vrstva

Aplikačná vrstva je vstupným bodom, cez ktorý programy pristupujú k modelu OSI a sieťovým zdrojom. Väčšina protokolov aplikačnej vrstvy poskytuje služby prístupu k sieti. Napríklad SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) používa väčšina e-mailových programov na odosielanie správ. Ostatné protokoly aplikačnej vrstvy, ako napríklad FTP (File Transfer Protocol), sú samotné programy.