podskup, i to samo uz određene rezerve). Ispod na sl. Slika 12.1 prikazuje dijagram ovih razina, a desno su kodovi dokumenata Međunarodne telekomunikacijske unije (ITU) koji reguliraju protokole odgovarajućih razina.

Riža. 12.1.

Podjela skupa (skupa) mrežnih protokola na razine povezana je s pokušajem objedinjavanja hardvera i softvera. Pretpostavlja se da svaka razina odgovara određenoj funkcionalni program s kruto definiranim ulaznim i izlaznim sučeljima. Formati podataka na danoj razini modela moraju biti identični za pošiljatelja i primatelja. Fizički sloj lokalne mreže definirane su dokumentima, npr. Ethernet II, IEEE 802.3 itd. ISO modeli najviše odgovaraju mreži X.25, iako je ovaj protokol sada zastario.

Fizički sloj X.25 definira standard za komunikaciju između računala i mrežnih sklopki (X.21), kao i za procedure za razmjenu paketa između računala. X.21 karakterizira neke aspekte izgradnje javnih podatkovnih mreža. Treba uzeti u obzir da se standard X.25 pojavio prije preporuka ITU-T te su iskustva njegove primjene uzeta u obzir pri izradi najnovijih preporuka. Fizički sloj također može koristiti X.21bis, RS232, Ethernet ili V.35 protokole.

Sloj podatkovne veze određuje kako se informacije prenose od računala do paketne sklopke (HDLC - High Data Link Communication, bit-oriented control procedure), na ovoj razini se ispravljaju greške koje se javljaju na fizičkoj razini.

Mrežni sloj definira interakciju različitih dijelova podmreže, formate paketa, procedure ponovnog prijenosa paketa i standardizira shemu adresiranja i usmjeravanja.

Transportni sloj određuje pouzdanost prijenosa podataka preko sheme od točke do točke, eliminirajući probleme razine sesije u osiguravanju pouzdanog i učinkovitog prijenosa podataka.

Razina sesije opisuje kako protokol softver mora organizirati ovrhu bilo koje aplikacijski programi. Organizira dvosmjernu interakciju mrežnih objekata i potrebnu sinkronizaciju procedura.

Razina prezentacije pruža aplikacijski sloj standardne usluge (kompresija informacija, podrška za ASN .1 (Abstract Syntax Notation 1) kontrolne protokole itd.).

Aplikacijski sloj je sve što korisnici mreža kao što je X.400 mogu trebati.

Međunarodni standard definira dvije vrste okvira u HDLC postupku:

Riža. 12.2.

Zastavica F = 01111110 postavlja granice okvira, FCS - kontrolni zbroj. Polje informacija može biti promjenjive duljine umnožak od osam bitova. Za HDLC su definirane tri klase okvira: informacijski (I), upravljački (S - nadzorni) i nenumerirani (U - nenumerirani). Format polja kontrolirati I-okvir je prikazan na sl. 12.3.

Riža. 12.3.

N(S) I N(R) su polja s brojevima okvira, N(S) je trenutni broj okvira, a N(R) je sljedeći broj okvira koji pošiljatelj trenutnog okvira očekuje primiti. Ako se očekivani i primljeni brojevi ne poklapaju, javlja se greška. Ako se koristi numeriranje okvira modul 8, tada najveći broj okvira koji nisu dobili potvrdu ne može biti veći od 7, a veličina polja N(S) i N(R) jednaka je tri bita. Ovo također vrijedi za S-okvir. I-, S- i U-okviri mogu imati obični (jedan bajt) i prošireni (2 bajta) formate. Najmanji bit (1) nalazi se s lijeve strane. Polje P/F- zastavica "anketa/kraj ankete". Informacijski (I) okvir sadrži polje informacija(vidi sliku 12.2). Format S-okvira prikazan je na sl. 12.4.

Riža. 12.4.

Za jednobajtnu verziju S okvira, polje S odmah slijedi polje P/F. Polje S određuje vrstu kontrolnog okvira (vidi

karakteristična impedancija i drugi. Na istoj razini određuju se karakteristike električni signali, odašiljanje diskretnih informacija, poput strmosti rubova impulsa, razine napona ili struje odaslanog signala, vrste kodiranja, brzine prijenosa signala. Osim toga, ovdje su standardizirani tipovi konektora i namjena svakog kontakta.

Fizički sloj:

• prijenos bitova preko fizičke kanale ;
• formiranje električni signali ;
• kodiranje informacija;
• sinkronizacija ;
• modulacija

Implementirano u hardveru.

Funkcije fizička razina implementiran u sve uređaje spojene na mrežu. Funkcije na strani računala fizička razina provode se mrežni adapter ili serijski priključak.

Primjer protokola fizička razina može biti specifikacija 10Base-T Ethernet tehnologije, koja navodi da je kabel korišten kao neoklopljen upletena parica kategorija 3 s karakterističnom impedancijom 100 Ohma, RJ-45 konektorom, maksimalnom fizičkom duljinom segmenta 100 metara, Kod Manchestera za predstavljanje podataka u kabelu, kao i neke druge karakteristike okoline i električni signali.

Sloj podatkovne veze

Na fizička razina bitovi se jednostavno šalju. Ovo ne uzima u obzir da u onim mrežama u kojima se komunikacijske linije koriste (dijele) naizmjenično s nekoliko parova međusobno povezanih računala, fizički prijenosni medij može biti zauzet. Stoga je jedan od zadataka sloj veze (Data Link layer) je provjera dostupnost prijenosnog medija. Još jedan zadatak sloj veze- implementacija mehanizama otkrivanje i ispravljanje grešaka. Da biste to učinili na razina veze- bitovi su grupirani u skupove tzv osoblje ( okviri). Sloj podatkovne veze osigurava točan prijenos svakog okvira postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira kako bi se istaknuo, a također izračunava kontrolni zbroj, obrađujući sve bajtove okvira na određeni način, i dodaje kontrolni zbroj do okvira. Kada okvir stigne preko mreže, prijemnik ponovno izračunava kontrolni zbroj primljene podatke i uspoređuje rezultat s kontrolni zbroj iz okvira. Ako se podudaraju, okvir se smatra točnim i prihvaćenim. Ako kontrolni zbrojevi ne podudaraju se, bilježi se pogreška. Sloj podatkovne veze može ne samo otkriti pogreške, već ih i ispraviti ponovnim slanjem oštećenih okvira. Treba napomenuti da funkcija ispravljanja pogrešaka za sloj veze nije obavezan, pa ga neki protokoli na ovom sloju nemaju, kao što su Ethernet i okvirni relej.

Funkcije sloja veze

Pouzdana dostava paketa:

1. Između dvije susjedne stanice u mreži s proizvoljnom topologijom.
2. Između bilo koje stanice u mreži s tipičnom topologijom:
   • provjera dostupnosti zajedničko okruženje;
   • odabir okvira iz toka podataka koji stiže preko mreže; formiranje okvira pri slanju podataka;
   • brojanje i provjeravanje kontrolni zbroj.

Implementirano u softveru i hardveru.

U zapisniku sloj veze, korišteno u lokalne mreže, postavljena je određena struktura veza između računala i metode njihovog adresiranja. Iako sloj veze i osigurava isporuku okvira između bilo koja dva čvora lokalne mreže, to čini samo u mreži s određenim topologija veze, točno onu topologiju za koju je dizajniran. Takve tipične topologije podržane protokolima sloj veze lokalne mreže uključuju "zajedničku sabirnicu", "prsten" i "zvijezdu", kao i strukture izvedene iz njih korištenjem mostova i sklopki. Primjeri protokola sloj veze Protokoli su Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Protokoli u lokalnim mrežama sloj veze koriste računala, mostovi, prekidači i usmjerivači. Funkcije u računalima sloj veze provode se zajedničkim naporima mrežni adapteri i njihovi vozači.

U globalnim mrežama, koje rijetko imaju pravilnu topologiju, sloj vezečesto pruža razmjena poruka samo između dva susjedna računala povezana individualnom komunikacijskom linijom. Primjeri protokola od točke do točke (kako se takvi protokoli često nazivaju) su naširoko korišteni PPP i LAP-B protokoli. U takvim slučajevima, sredstva mrežnog sloja koriste se za isporuku poruka između krajnjih čvorova u cijeloj mreži. Ovako su organizirane X.25 mreže. Ponekad u globalnim mrežama funkcionira sloj veze teško ih je izolirati u njihovom čistom obliku, budući da su u istom protokolu kombinirani s funkcijama mrežnog sloja. Primjeri ovog pristupa su protokoli ATM i Frame Relay tehnologije.

općenito sloj veze je vrlo moćan skup funkcija za prosljeđivanje poruka između mrežnih čvorova. U nekim slučajevima, protokoli sloj veze ispasti samodostatna vozila, a zatim protokoli ili aplikacije na razini aplikacije mogu raditi izravno na njima, bez uključivanja mrežnih i transportnih slojeva. Na primjer, postoji implementacija kontrolni protokol SNMP mreža izravno preko Etherneta, iako prema zadanim postavkama ovaj protokol radi preko mrežni protokol IP i UDP transportni protokol. Naravno, uporaba takve implementacije bit će ograničena - nije prikladna za kompozitne mreže različitih tehnologija, na primjer, Ethernet i X.25, pa čak ni za mrežu u kojoj se Ethernet koristi u svim segmentima, ali postoje petlje -oblikovane veze između segmenata. Ali u dvosegmentnoj Ethernet mreži povezanoj mostom, implementacija SNMP-a je završena sloj vezeće biti potpuno funkcionalan.

Međutim, kako bi se osigurala kvaliteta prijevoz poruke u mrežama bilo koje topologije i tehnoloških funkcija sloj veze pokazuje se nedostatnim, pa

Fizički sloj bavi se prijenosom bitova preko fizičkih komunikacijskih kanala, poput koaksijalnog kabela, kabela s upredenim paricama, optičkog kabela ili digitalnog teritorijalnog kruga. Ova razina je povezana sa karakteristikama medija za fizički prijenos podataka, kao što su propusnost, otpornost na smetnje, karakteristična impedancija i drugo. Na istoj razini određuju se karakteristike električnih signala koji prenose diskretne informacije, kao što su strmost rubova impulsa, razine napona ili struje odaslanog signala, vrsta kodiranja i brzina prijenosa signala. Osim toga, ovdje su standardizirani tipovi konektora i namjena svakog kontakta.

Fizički sloj:

prijenos bitova preko fizičkih kanala;

generiranje električnih signala;

kodiranje informacija;

sinkronizacija;

modulacija.

Implementirano u hardveru.

Funkcije fizičkog sloja implementirane su u sve uređaje spojene na mrežu. Na strani računala, funkcije fizičkog sloja obavljaju mrežni adapter ili serijski priključak.

Primjer protokola fizičkog sloja je specifikacija 10Base-T Ethernet tehnologije, koja definira kabel koji se koristi kao neoklopljena upredena parica kategorije 3 s karakterističnom impedancijom od 100 Ohma, RJ-45 konektorom, maksimalnom dužinom fizičkog segmenta od 100 metara, Manchester kod za predstavljanje podataka u kabelu, kao i neke druge karakteristike okoline i električnih signala.

1. Sloj podatkovne veze

Fizički sloj jednostavno prenosi bitove. Ovo ne uzima u obzir da u onim mrežama u kojima se komunikacijske linije koriste (dijele) naizmjenično s nekoliko parova međusobno povezanih računala, fizički prijenosni medij može biti zauzet. Stoga je jedan od zadataka sloja podatkovne veze provjera dostupnosti prijenosnog medija. Drugi zadatak sloja veze je implementacija mehanizama za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka. Da bi se to postiglo, na sloju podatkovne veze bitovi su grupirani u skupove koji se nazivaju okviri. Sloj veze osigurava da se svaki okvir ispravno prenosi postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira kako bi se razlikovao, a također izračunava kontrolni zbroj obradom svih bajtova okvira na određeni način i dodaje kontrolni zbroj u okvir.

Funkcije sloja veze

Pouzdana dostava paketa:

Između dvije susjedne stanice u mreži s proizvoljnom topologijom.

Između bilo koje stanice u mreži s tipičnom topologijom:

provjera dostupnosti zajedničkog okruženja;

odabir okvira iz toka podataka koji stiže preko mreže; formiranje okvira pri slanju podataka;

izračun i provjera kontrolne sume.

Implementirano u softveru i hardveru.

1. Mrežni sloj

Mrežni sloj služi za formiranje jedinstvenog transportnog sustava koji ujedinjuje više mreža, a te mreže mogu koristiti različite principe prijenosa poruka između krajnjih čvorova i imati proizvoljnu strukturu veze.

Unutar mreže isporuku podataka osigurava odgovarajući sloj veze, ali isporuku podataka između mreža obavlja mrežni sloj, koji podržava mogućnost ispravnog odabira rute prijenosa poruke čak i kada struktura veza između komponenti mreže ima karakter razlikuje od onog usvojenog u protokolima sloja veze.

Mreže su međusobno povezane posebnim uređajima koji se nazivaju usmjerivači. Usmjerivač je uređaj koji prikuplja informacije o topologiji međumrežnih veza i prosljeđuje pakete mrežnog sloja odredišnoj mreži. Da biste prenijeli poruku od pošiljatelja koji se nalazi na jednoj mreži do primatelja koji se nalazi na drugoj mreži, potrebno je napraviti niz tranzitnih prijenosa između mreža ili skokova (od riječi hop - skok), svaki put birajući odgovarajuću rutu. Dakle, ruta je niz usmjerivača kroz koje prolazi paket.

Mrežni sloj - dostava paketa:

između bilo koja dva mrežna čvora s proizvoljnom topologijom;

između bilo koje dvije mreže u složenoj mreži;

mreža - skup računala koja koriste jednu mrežnu tehnologiju za razmjenu podataka;

ruta - redoslijed u kojem paket prolazi kroz usmjerivače u složenoj mreži.

1. Transportni sloj

Na putu od pošiljatelja do primatelja paketi se mogu oštetiti ili izgubiti. Dok neke aplikacije imaju vlastito rukovanje pogreškama, postoje druge koje radije odmah rješavaju pouzdanu vezu. Prijenosni sloj osigurava aplikacijama ili gornjim slojevima stoga - aplikaciji i sesiji - prijenos podataka sa stupnjem pouzdanosti koji oni zahtijevaju. OSI model definira pet klasa usluga koje pruža transportni sloj. Ove vrste usluga razlikuju se po kvaliteti pruženih usluga: hitnosti, mogućnosti obnavljanja prekinute komunikacije, dostupnosti sredstava za multipleksiranje višestrukih veza između različitih aplikacijskih protokola putem zajedničkog transportnog protokola, i što je najvažnije, sposobnosti otkrivanja i ispraviti pogreške u prijenosu, kao što su izobličenje, gubitak i dupliciranje paketa.

Izbor klase usluge transportnog sloja određen je, s jedne strane, time u kojoj je mjeri problem osiguranja pouzdanosti riješen aplikacijama i protokolima viših razina od transportne, as druge strane, ovisi o tome koliko Pouzdan je sustav prijenosa podataka u mreži koji osiguravaju slojevi koji se nalaze ispod transporta - mrežni, kanalski i fizički. Prijenosni sloj - osigurava isporuku informacija potrebne kvalitete između bilo kojih mrežnih čvorova:

rastavljanje poruke na razini sesije u pakete i njihovo numeriranje;

međuspremnik primljenih paketa;

organiziranje dolaznih paketa;

rješavanje procesa prijave;

kontrola protoka.

U pravilu, svi protokoli, počevši od transportnog sloja i iznad, implementirani su softverom krajnjih čvorova mreže - komponentama njihovih mrežnih operativnih sustava. Primjeri transportnih protokola uključuju TCP i UDP protokole TCP/IP skupa i SPX protokol Novellovog skupa.

Protokoli četiri niže razine općenito se nazivaju mrežni transport ili transportni podsustav, budući da u potpunosti rješavaju problem prijenosa poruka zadane razine kvalitete u kompozitnim mrežama proizvoljnih topologija i različitih tehnologija. Preostale tri gornje razine rješavaju problem pružanja aplikativnih usluga na temelju postojećeg transportnog podsustava.

1. Sloj sesije

Sloj sesije omogućuje kontrolu dijaloga: bilježi koja je strana trenutno aktivna i pruža alate za sinkronizaciju. Potonji vam omogućuju umetanje kontrolnih točaka u duge prijenose tako da se u slučaju neuspjeha možete vratiti na posljednju kontrolnu točku umjesto da počnete ispočetka. U praksi malo aplikacija koristi sloj sesije i rijetko se implementira kao zasebni protokoli, iako se funkcije ovog sloja često kombiniraju s funkcijama aplikacijskog sloja i implementiraju u jedan protokol.

Razina sesije - upravljanje dijalogom objekata na razini aplikacije:

uspostavljanje metode slanja poruka (full-duplex ili half-duplex);

sinkronizacija poruka;

organizacija “kontrolnih točaka” dijaloga.

1. Reprezentativna razina

Prezentacijski sloj bavi se oblikom prezentacije informacija koje se prenose mrežom, bez promjene sadržaja. Zbog prezentacijskog sloja, informacije koje prenosi aplikacijski sloj jednog sustava uvijek su razumljive aplikacijskom sloju drugog sustava. Uz pomoć ovog sloja, protokoli aplikacijskog sloja mogu prevladati sintaktičke razlike u prikazu podataka ili razlike u znakovnim kodovima, kao što su ASCII i EBCDIC kodovi. Na ovoj razini moguće je izvršiti šifriranje i dešifriranje podataka, zahvaljujući čemu je osigurana tajnost razmjene podataka za sve aplikacijske usluge odjednom. Primjer takvog protokola je protokol Secure Socket Layer (SSL), koji osigurava sigurnu razmjenu poruka za protokole aplikacijskog sloja u TCP/IP stogu.

Prezentacijski sloj - koordinira prezentaciju (sintaksu) podataka tijekom interakcije dva aplikacijska procesa:

pretvaranje podataka iz vanjski format na unutarnje;

šifriranje i dešifriranje podataka.

1. Aplikacijski sloj

Aplikacijski sloj zapravo je samo skup različitih protokola koji mrežnim korisnicima omogućuju pristup zajedničkim resursima, kao što su datoteke, pisači ili hipertekstualne web stranice, te suradnju, primjerice putem protokola e-pošte. Jedinica podataka s kojom aplikacijski sloj radi obično se naziva poruka.

Aplikacijski sloj - skup svih mrežnih usluga koje sustav pruža krajnjem korisniku:

identifikacija, provjera prava pristupa;

usluga ispisa i datoteka, pošta, udaljeni pristup...

Postoji mnogo različitih usluga aplikacijskog sloja. Navedimo kao primjer barem nekoliko najčešćih implementacija datotečnih usluga: NCP u operativnom sustavu Novell NetWare, SMB u Microsoft Windows NT, NFS, FTP i TFTP uključeni u TCP/IP stog.