Сообщение (данные)

Рис. 26. Многоуровневая структура кадра

Различные фирмы-производители сетей по-разному разбивают на этапы процедуру передачи сообщений, но всегда руководствуются при этом моде­лью OSI.

Модель OSI. Международной организацией по стандартам (ISO) разра­ботана эталонная модель OSI (Open System Interconnection) взаимодействия открытых информационных сетей, принятая в качестве международного стандарта. В коммуникационных протоколах модели OSI предусмотрено семь уровней, характеризующих любую систему связи и взаимодействующих на строго иерархической основе по принципу "снизу вверх". Пока что в боль­шинстве сетевых операционных систем используется не более четырех уровней. Каждый уровень должен быть "самодостаточен" и связан с осталь­ными вполне определенным интерфейсом. На рис. 27 представлена модель OSI. Кратко рассмотрим каждый из уровней модели.

Физический. Осуществляет сопряжение с каналом. На этом уровне определены фи­-

зические и электрические параметры коммуникационных устройств сети (разъемов, витых пар, волоконно-оптических и коак­сиальных кабелей, буферных усилителей и т.д.). Это чисто аппаратный уровень. Несмотря на то, что операции на остальных уровнях могут быть реализованы как с по­мощью специализированных интеграль­ных схем, так и программно, все же они считаются программными по отношению к физическому уровню.

Уровень линии связи. Осуществляет уп­равление передачей информации по каналу,

На этом уровне определяются те электри- Рис. 27. Модель OSI

ческие сигналы (импульсы), которые поступают в сеть или принимаются из се­ти. Здесь и только здесь формируются структура и способы электрического представления передаваемой информации (последовательности битов, спо­собы кодирования, эстафеты). На этом же этапе обнаруживаются и корректи­руются ошибки (организуются запросы повторную передачу ошибочно пере­данной информации). Поскольку этот уровень достаточно сложен, его часто разделяют на две ступени: управления доступом к носителю информации (MAC - Media Access Control) и управления линией связи (LLC - Logical Link Control). Процедуры подуровня MAC касаются непосредственной организа­ции доступа к сети (передача эстафеты, контроль за столкновениями) и управления сетью. На подуровне LLC, более высоком, чем MAC, происходят передача и прием сообщений пользователей.

Управление каналом (линией связи) включает:

• генерацию стартового канала и организацию начала передачи инфор-­ мации;

• передачу информации по каналу;

• проверку получаемой информации и исправление ошибок;

• отключение канала при его неисправности и восстановление передачи после его ремонта;

• генерацию сигнала окончания передачи и перевод канала в пассивное состояние.

Сетевой уровень. На этом уровне осуществляется адресация и определе­ние маршрутов прохождения пакетов данных. Процедуры этого уровня "про­кладывают" путь информации между системой-отправителем и системой-получателем и ответственны за "доставку" сообщений по необходимым адре­сам.

Уровень транспортировки. Реализуемые на этом уровне функции управляют процессом передачи информации по пути, определенном на пре­дыдущем уровне. Если в сети пересылаются одновременно более одного па­кета, процедуры этого уровня управляют очередностью их передачи, да и во­обще движением информации в сети. Одной из важных операций является поиск и уничтожение "двойников" - дублирующих друг друга пакетов.

Сессионный уровень. Реализованные на этом уровне функции позволяют скоординировать работу приложений, выполняющихся на двух рабочих станциях, в единый процесс {сессию или сеанс), то есть организовать очень сложный по своей структуре диалог. На этом уровне формируется сеанс, происходит управление пересылкой пакетов, имеющих к нему отношение, и организуется завершение сессии.

Уровень представления данных. Если в сети совместно должны работать компьютеры разных типов (например, фирм IBM, Apple, DEC и др.) то, как правило, приходится прибегать к преобразованию данных в форматы, приня­тые в этих компьютерах. Процедуры этого уровня предназначены именно для таких преобразований.

Уровень прикладных программ. Именно этот уровень в модели OSI "ви­дит" прикладная программа. Здесь сообщение, которое должно быть переда­но по сети, "входит" в модель, "спускается" вниз до физического уровня, пе­редается на другую рабочую станцию, а затем "поднимается" по уровням вверх до тех пор, пока не дойдет до программы-приложения на другом ком­пьютере.

Последние три уровня непосредственно связаны с организацией взаимо­действия прикладных программ пользователей, а также с вводом, хранением, обработкой данных и выдачей результатов. Все процессы, проходящие на этих уровнях, носят название прикладных. Это главные процессы в комму­никационных системах. Именно ради них создаются сети, в том числе и ло­кальные.

Каждый из уровней модели OSI выполняет указания уровня, располо­женного над ним. Так, физический уровень обслуживает канальный уровень,

который принимает распоряжения сетевого уровня и т.д. В результате при­кладной уровень использует сервис всех остальных уровней процессов взаи­модействия. Однако уровни работают так, чтобы в нужных случаях можно было проверить работу других уровней. Так, если канальный уровень слу­чайно пропустит ошибку, появившуюся при передаче информации, то ее оп­ределит и исправит транспортный уровень.

Одной из причин, по которой многие сетевые операционные системы оказываются чисто "фирменными" (в отличие от систем с открытой архи­тектурой) является то, что в них не выполняются требования международ­ного стандарта OSI.

В принципе в любую структуру сети может быть подключен любой компьютер, если он способен выполнять не только прикладные процессы, но и процессы взаимодействия. Это значит, что компьютер ставший абонентом сети, должен иметь: аппаратуру сопряжения с сетью и передачи данных, спе­циальное программное обеспечение, реализующее процессы взаимодействия, оперативную память достаточной емкости для хранения специального про­граммного обеспечения.

Лекция 23