Уровни сетевого обмена сообщениями

Прикладной (Приложений) уровень (Application layer)

Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя. Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления. Пример: HTTP, POP3, SMTP.

Уровень представления(Представительский) (Presentation layer)

Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Сеансовый уровень (Session layer)

5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (Transport layer)

4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи.

Сетевой уровень (Network layer)

3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети.

Канальный уровень (Data Link layer)

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть.

Физический уровень (Physical layer)

Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и соответственно их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов.

При стандартизации протокола IP в сентябре 1981 года его спецификация требовала, чтобы каждое устройство, подключенное к сети, имело уникальный 32-разрядный адрес. Этот адрес разбивается на две части. Первая часть адреса идентифицирует сеть, в которой располагается устройство. Вторая часть однозначно идентифицирует само устройство. Такая схема создает двухуровневую адресную иерархию (рис. 4.4).

Уровни сетевого обмена сообщениями
Рис. 4.4.СтруктураIP-адреса

На рис. 4.5 показаны две формы записи IP -адреса

Уровни сетевого обмена сообщениями

Рис. 4.5.Формы записиIP-адреса

Межсетевая схема адресации протокола IP описана в документах RFC 990 и RFC 997. При разработке протоколов стека TCP/IP рассматривался целый ряд методов идентификации конечных устройств в сети. Окончательным стало решение о присвоении адреса как сети, так и устройствам в этой сети. Основными доводами в пользу такого подхода явились: возможность задания номеров сетей и устройств в них в широком диапазоне значений и возможность реализации маршрутизации. При этом адреса должны назначаться упорядоченно, для того чтобы сделать маршрутизацию более эффективной.

В сети, построенной на базе протокола TCP/IP, конечные устройства получают уникальные адреса. Эти устройства могут быть персональными компьютерами, коммуникационными серверами, маршрутизаторами и т. д. Некоторые устройства, которые имеют несколько физических интерфейсов, например маршрутизаторы, должны иметь уникальный адрес для каждого из своих интерфейсов. Исходя из схемы адресации и возможности того, что некоторые устройства в сети будут обладать несколькими адресами, напрашивается вывод, что такая схема адресации описывает не само устройство в сети, а определенное соединение этого устройства с сетью. Это приводит к ряду неудобств. Одним из них является необходимость замены адреса устройства при перемещении его в другую сеть. Основной же недостаток в том, что для работы с устройствами, имеющими несколько подключений в распределенной сети, необходимо знать все его адреса, идентифицирующие эти подключения. Незнание хотя бы одного адреса может привести к тому, что эти устройства не получат необходимую информацию при отказе других соединений.

Поле номера сети в адресе называется сетевым префиксом. Это связано с тем, что первый квадрант каждого IP -адреса идентифицирует номер сети. Все хосты в определенной сети имеют один и тот же сетевой префикс, но при этом номера хостов обязаны быть уникальны. Аналогично, два любых хоста, расположенные в разных сетях, должны иметь различные сетевые префиксы, но при этом допускаются одинаковые номера хостов.

Кроме того, что для каждого соединения IP требуется, по меньшей мере, один уникальный IP -адрес, обычно для установления связи по протоколу IP требуются еще два дополнительных компонента: маска подсети и адрес шлюза, применяемого по умолчанию.

Маска подсети необходима во всех реализациях протокола IP . Она определяет, какая часть адреса относится к хосту, и какая — к сети. Для этого используется логическая операция И ( AND ). Операция И в двоичной арифметике выполняется очень просто. Она, по сути, представляет собой умножение значений в одинаковых позициях. Например, на рис. 4.6 показаны IP -адрес и маска подсети. Чтобы определить адрес сети (ту часть IP -адреса, которая определяет, к какой сети он относится), достаточно просто перемножить значения позиций двоичного представления IP -адреса и значения соответствующих позиций двоичного представления маски подсети. Результатом является двоичное число, которое нужно снова преобразовать в десятичное, чтобы узнать адрес сети. После этого появляется возможность применить маршрутизацию. Маршрутизациейназывается действие по перенаправлению пакета из одной логической сети (или подсети) в другую. А маршрутизатор —это просто устройство, выполняющее такое действие.

Уровни сетевого обмена сообщениями

Рис. 4.6 . Основной принцип применения операции И

При возникновении необходимости передать информацию с одного хоста на другой в хосте отправителя берется IP -адрес хоста получателя и собственный IP -адрес, после чего с обоими адресами выполняется операция И. Если полученный результат для обоих адресов является одинаковым, хост отправителя принимает предположение, что он находится в той же логической сети, что и хост получателя, и между ними возможно непосредственное взаимодействие. А если результаты окажутся разными, то предполагается, что хосты находятся в разных логических сетях (т.е. разделены маршрутизатором) и поэтому должны использовать маршрутизатор, чтобы связаться друг с другом.

Если хосты находятся в одной и той же логической сети, в них должны совпадать не только части IP -адресов с обозначением сети, но и маски подсети. Если эти компоненты адреса не совпадают, операция И выполняется неправильно и связь нарушается.

Сетевой уровень | Курс \


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: