30252

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Каждый уровень предоставляет услуги уровням расположенным непосредственно ниже и выше его в стеке. Служебная информация представляет собой заголовки и иногда постинформацию которые обрамляют данные полученные с вышележащего уровня. В известном смысле форма состоящая из заголовков и хвостов это оболочка которая является носителем сообщения полученного от вышележащего уровня. В сущности протоколы выполняющиеся на различных уровнях взаимодействуют с протоколами расположенными на точно таком же уровне другого компьютера.

Русский

2013-08-24

347.85 KB

67 чел.

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI, Open Systems Interconnection reference model) представляет собой некую парадигму, теоретическое построение, которое разделяет взаимодействие в сети на семь отдельных уровней. Каждый компьютер в сети использует набор протоколов для выполнения функций, назначенных каждому уровню. Совокупность уровней называется стеком протоколов или сетевым стеком. На вершине стека расположено приложение, делающее запросы к ресурсам, расположенным где-то в сети. Внизу стека находится среда передачи данных, объединяющая компьютеры в сеть на физическом уровне.

Уровни OSI, начиная с верхнего:

  1.  Прикладной уровень
  2.  Представительский уровень
  3.  Сеансовый уровень
  4.  Транспортный уровень
  5.  Сетевой уровень
  6.  Канальный уровень
  7.  Физический уровень

Инкапсуляция данных

Чтобы удовлетворять всем требованиям протоколы различных уровней работают вместе, обеспечивая унифицированный уровень сервиса. Каждый уровень предоставляет услуги уровням, расположенным непосредственно ниже и выше его в стеке. Исходящий трафик проходит сверху вниз через весь стек до сетевой среды передачи, дополняясь служебной информацией, необходимой для осуществления передачи данных. Служебная информация представляет собой заголовки и иногда постинформацию, которые обрамляют данные, полученные с вышележащего уровня. Такой способ представления информации называется инкапсуляцией данных (data encapsulation). Заголовки и постфиксы составлены из отдельных полей, содержащих служебные сведения, используемые для доставки пакетов по их назначению. В известном смысле, форма, состоящая из заголовков и хвостов, это — оболочка, которая является носителем сообщения, полученного от вышележащего уровня.

Горизонтальная передача информации

В случае передачи по сети информации между двумя компьютерами протоколы, используемые на каждом уровне модели OSI передающей системы, должны быть такими же и у принимающей системы. Когда пакет достигает места своего назначения, процесс, в ходе выполнения которого к полезной информации были добавлены заголовки, повторяется, но уже в обратном порядке. Пакет передается вверх по стеку протоколов, и каждый заголовок обрабатывается соответствующим протоколом. В сущности, протоколы, выполняющиеся на различных уровнях, взаимодействуют с протоколами, расположенными на точно таком же уровне другого компьютера.

Горизонтальные связи между различными уровнями являются логическими; между уровнями нет прямого взаимодействия, но информация, добавленная передающей системой в заголовок каждого протокола — это сообщение, которое будет доставлено именно соответствующему протоколу принимающей системы.

Вертикальная передача информации

Заголовки, присоединенные различными протоколами, выполняют специфические функции, возложенные на эти протоколы. В дополнение к горизонтальному взаимодействию протоколов одинаковых уровней, информация, содержащаяся в заголовке, дает возможность каждому уровню взаимодействовать с уровнями, расположенными выше и ниже его в стеке. Например, когда система получает пакет и пропускает его через свой стек протоколов, то заголовок протокола Канального уровня включает поле, идентифицирующее протокол Сетевого уровня, который необходимо использовать для обработки пакета. Заголовок протокола Сетевого уровня, в свою очередь, определяет один из протоколов Транспортного уровня, а протокол Транспортного уровня идентифицирует приложение, для которого, в конечном счете, и предназначаются данные. Такого рода вертикальное взаимовлияние делает возможным оперирование на одном компьютере одновременно несколькими протоколами одного уровня. До тех пор, пока заголовки содержат корректную информацию, пакет может быть передан через стек в назначенное место.

Рис 2.1 Инкапсуляция данных по мере прохождения пакета по уровням модели

Физический уровень

Физический уровень модели OSI определяет среду передачи, задействуемую для обмена информацией между компьютерами. Наиболее широко применяемая среда передачи данных по сети — медный электрический кабель, хотя сейчас все более популярными становятся оптоволоконные линии. Также существуют беспроводные реализации Физического уровня, которые используют радиоволны, инфракрасное излучение, лазеры, микроволновые и другие технологии. Физический уровень включает в себя: саму технологию передачи данных, оборудование, необходимое для поддержки данной технологии, спецификации, которым должно удовлетворять оборудование, и природу сигналов, используемых для кодирования передаваемой информации.

Однако, структура кабеля — не единственный элемент Физического уровня, включенный в стандарт. Спецификации также описывают правила прокладки кабеля, включающие максимальную длину сегментов и расстояния до источников питания. Стандарты задают вид разъемов, требуемых для присоединения кабеля, тип платы сетевого адаптера, устанавливаемого в компьютер, а также тип концентратора, который необходим для объединения компьютеров. И в заключение, стандарты определяют условия, по которым сетевой адаптер должен преобразовывать данные, вырабатываемые компьютером, в электрические сигналы, чтобы эти данные могли быть переданы по кабелю.

Сигналы Физического уровня

Среди сетевого оборудования Физического уровня выделяется такой важный компонент, как трансивер, который обычно размещается на платах сетевых адаптеров, ретранслирующих концентраторов и других устройств. Трансивер (transceiver) отвечает за передачу и прием сигналов из сетевой среды. В сетях, использующих медный кабель, трансивер — это электрическое устройство, которое получает от протокола Канального уровня двоичные данные и преобразует их в сигналы различного уровня напряжения. Физический уровень отличается от всех прочих уровней стека тем, что содержимое передаваемой информации не имеет для него никакого значения. Трансивер просто преобразует нули и единицы в напряжение, световые импульсы, радиоволны или некоторые другие виды сигналов, совершенно не принимая во внимание при этом существование пакетов, кадров, адресов и даже системы, принимающей сигналы.

Сигналы, вырабатываемые трансивером, могут быть как аналоговыми, так и цифровыми. Большинство сетей передачи данных используют цифровые сигналы, но некоторые беспроводные технологии используют аналоговую радиопередачу. Аналоговые сигналы плавно изменяются между двумя значениями, в то время как изменение значения цифровой величины происходит мгновенно. Аналоговый сигнал может быть представлен изменением амплитуды, частоты, фазы или сочетанием этих элементов.

Рис. 2.2. Аналоговый сигнал

Цифровые сигналы применяются в сетевых технологиях более часто. Все стандартные медные и оптоволоконные среды передачи данных используют различные формы цифровых сигналов.

Рис. 2.3 иллюстрирует способ преобразования, называемый полярным кодированием. В данном случае сигнал разбивается в соответствии с отрезками времени, называемыми ячейками (cells), и напряжение для каждой ячейки представляется двоичной величиной. Положительное значение — ноль, отрицательное — единица. Такой метод кодирования сигнала кажется простым и логичным путем преобразования двоичной информации, но имеет один существенный изъян — необходимость синхронизации. Когда двоичный код состоит из двух или более следующих друг за другом единиц или нулей, то на протяжении двух или более ячеек не происходит изменение напряжения. Если две системы, обменивающиеся информацией, не имеют таймеров, синхронизированных с большой точностью, то невозможно правильно определить количество переданных двоичных посылок. Это утверждение связано с тем, что напряжение остается постоянным в течение периода, соответствующего двум, трем или более ячейкам, представляющим одно и то же логическое значение. Такой способ передачи информации встречается в системах с невероятно высокой скоростью передачи, и временные интервалы, образуемые по этой схеме, чрезвычайно малы.

     1-я ячейка

Рис. 2.3. Система полярного кодирования сигнала

Некоторые системы могут использовать этот тип конверсии в силу того, что они имеют внешний синхронизирующий сигнал, который обеспечивает синхронизацию взаимодействующих систем. Однако большинство информационных сетей задействует узкополосную среду передачи, которая разрешает единовременную пересылку только одного сигнала. Поэтому такие сети используют другой способ кодирования, который обладает свойством самосинхронизации (self-timing). Иными словами, информационный сигнал сам содержит синхронизирующую составляющую, дающую возможность принимающей стороне корректно интерпретировать значения и конвертировать их в двоичные данные.

Манчестерская система кодирования, реализуемая в Ethenet-сетях, основана на самосинхронизации сигналов; в силу этого факта уровень сигнала в ней изменяется по центру каждой ячейки. Это позволяет точно отметить границы ячейки для принимающей системы. Двоичные (логические) величины определяются, исходя из направления изменения полярности. Переход от положительного значения к отрицательному соответствует нулю, от отрицательного к положительному — единице (рис. 2.4). Переходы в начале ячеек не несут в себе никаких других функций, кроме как установки соответствующего значения напряжения для осуществления перехода в середине ячейки.

Рис. 2.4. Манчестерская система кодирования

Сети Token Ring используют другой способ преобразования сигнала, называемый разностным манчестерским кодированием, при котором уровень сигнала изменяется также посередине каждой ячейки. Однако для этого типа кодирования направление перехода не имеет значения; он требуется только для синхронизации сигнала. Значение каждой ячейки определяется по наличию или отсутствию перехода в ее начале. Если смена полярности присутствует, то значение ячейки — ноль, если перехода нет — единица (рис. 2.5). Что касается перехода в середине ячейки, то его направление не играет роли.

Рис. 2.5. Разностная манчестерская система кодирования

Канальный уровень

Протокол Канального уровня обеспечивает интерфейс между физической сетью и стеком протоколов компьютера. Протокол Канального уровня обычно состоит из трех элементов:

  1.  кадра специального формата, который инкапсулирует данные протокола Сетевого уровня;
  2.  механизма, регулирующего доступ к совместно используемой сетевой среде;
  3.  принципов, которые должны быть реализованы при разработке Физического уровня сети.

Заголовок и хвост, добавляемые этим протоколом к данным Сетевого уровня, во время передачи пакета по сети являются его самыми крайними полями. По существу, такой кадр — это оболочка, которая переносит пакет к его следующему месту назначения и обеспечивает адресную информацию, необходимую для доставки пакета к цели. В дополнение к сказанному, протоколы Канального уровня обычно содержат средства контроля ошибок и индикатор, указывающий на протокол Сетевого уровня принимающей системы, который должен быть задействован для обработки данных пакета.

В большинстве ЛВС множество систем обращаются к одной совместно используемой узкополосной среде передачи данных. Это означает, что в любой момент времени может передавать данные только один компьютер. Если передачу одновременно начинают две и более системы, то возникает коллизия, и данные теряются. На протокол Канального уровня возложено осуществление контроля за доступом к совместно используемой среде и предотвращение возникающих конфликтов.

Большинство протоколов Канального уровня включают в свои спецификации элементы Физического уровня. Это положение необходимо для поддержания тесного согласования протокола Канального уровня с Физическим уровнем, поскольку механизмы управления доступом к среде передачи имеют ярко выраженную зависимость от размера передаваемых кадров и длины сегментов кабеля.

Адресация

Заголовок протокола Канального уровня содержит адрес компьютера, отправившего пакет, и адрес компьютера, который должен получить этот пакет. На этом уровне используются аппаратные (MAC) адреса.

Протоколы Канального уровня не заботятся о доставке пакета конечному адресату. Когда маршрут следования пакета до его места назначения проходит через несколько сетей, поля протокола Канального уровня отвечают только за доставку пакета маршрутизатору локальной сети, обеспечивающему доступ к следующей сети маршрута следования пакета. Таким образом, адрес получателя в заголовке протокола Канального уровня всегда относится к устройству, расположенному в локальной сети, даже если конечный компьютер, которому отправлено сообщение, находится в сети, удаленной на расстояние в несколько миль.

Протоколы Канального уровня, используемые в ЛВС, полагаются на совместно задействуемую среду передачи данных. Все компьютеры сегмента сети получают каждый пакет, но только система, адрес которой совпадает с адресом, указанным в заголовке пакета, считывает пакет в буфер памяти и обрабатывает его. Все другие узлы просто отбрасывают пакет, не предпринимая каких-либо действий.

Управление доступом к среде

Управление доступом к среде — это процесс, посредством которого протокол Канального уровня разрешает спорные ситуации, связанные с попытками одновременного использования сетевой среды передачи. Для того чтобы сеть могла функционировать эффективно, каждая рабочая станция, подключенная к общему кабелю или другой среде передачи, должна иметь возможность регулярно передавать информацию.

В большинстве современных ЛВС применяются два основных способа контроля доступа к среде:

  1.  Метод доступа с передачей маркера;
  2.  Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий.

Эти механизмы для обеспечения собственного правильного функционирования должны опираться на спецификации Физического уровня. Например, Ethernet системы могут обнаружить появление коллизии только в том случае, если рабочая станция все еще передает пакет. Если сегмент сети слишком длинный, конфликт может возникнуть уже после того, как последний бит информации покинул передающую систему, таким образом, коллизия останется незамеченной. Данные такого пакета будут потеряны, и обнаружить их отсутствие смогут только протоколы вышележащих уровней той системы, которой предназначалось сообщение. Таким образом, если эталонная модель OSI выделяет четкую границу между Физическим и Канальным уровнями, в реальном мире их функции сильно переплетены.

Индикатор протокола

Большинство реализаций протокола Канального уровня разработаны для единовременной поддержки нескольких протоколов Сетевого уровня. Это означает, что на каждом компьютере доступны несколько путей для прохождения информации через стек протоколов. Для того чтобы иметь возможность использовать множество протоколов Сетевого уровня, заголовок протокола Канального уровня должен содержать код, определяющий, какой из протоколов Сетевого уровня был выбран для создания полезной нагрузки пакета. Выполнение этого требования дает возможность принимающей системе передать данные, содержащиеся в кадре, соответствующему процессу Сетевого уровня.

Выявление ошибок

Большинство протоколов Канального уровня отличаются от всех протоколов верхнего уровня наличием постинформации, следующей за полезными данными. Эта постинформация содержит поле контрольной последовательности кадра (FCS, frame check sequence), которое используется для выявления любых ошибок, возникающих во время передачи данных. Для этого система, отправляющая пакет, вычисляет значение циклического избыточного кода (CRC) для всего кадра и включает его в поле FCS. Когда пакет достигает места своего назначения, принимающая сторона выполняет точно такие же вычисления и сравнивает их результаты со значением рассматриваемого поля. Если значения не совпадают, пакет считается поврежденным при пересылке и "молча" отбрасывается.

Принимающая система не предпринимает никаких действий, чтобы передача отбракованных пакетов повторилась. Эти действия производят протоколы вышележащих уровней модели OSI. Данный процесс выявления ошибок осуществляется всеми промежуточными узлами пересылки на пути следования пакета к месту его назначения. Некоторые протоколы вышележащих уровней имеют свои собственные механизмы выявления ошибок.

Сетевой уровень

Протокол Сетевого уровня является основным переносчиком сообщений, создаваемых на Прикладном уровне. Это означает следующее: в отличие от протокола Канального уровня, функции которого ограничены доставкой пакета к его следующему месту назначения внутри локальной сети, протокол Сетевого уровня отвечает за весь маршрут следования пакета от передающей системы до конечного места назначения. Протокол Сетевого уровня принимает данные от Транспортного уровня и упаковывает их в дейтаграммы, добавляя свой собственный заголовок. Как и заголовок протокола Канального уровня, заголовок Сетевого уровня содержит адрес системы-получателя, но этот адрес идентифицирует уже конечное место назначения пакета. Таким образом, два адреса места назначения в заголовках протоколов Канального и Сетевого уровня могут в действительности принадлежать двум различным компьютерам. По существу, дейтаграмма протокола Сетевого уровня является оболочкой, вложенной внутрь оболочки Канального уровня; при этом, если оболочка Канального уровня открывается каждой системой, обрабатывающей пакет, оболочка Сетевого уровня остается закупоренной до тех пор, пока пакет не достигнет получателя.

Помимо адресации, протокол Сетевого уровня выполняет некоторые, а иногда и все, перечисленные ниже функции:

  1.  маршрутизацию;
  2.  фрагментацию;
  3.  контроль ошибок;
  4.  идентификацию протокола Транспортного уровня.

Маршрутизация

Протоколы Сетевого уровня используют различные типы адресных систем для указания конечного места назначения пакета. Наиболее популярный протокол Сетевого уровня — IP (Internet Protocol, межсетевой протокол). Он обеспечивает свое собственное 32-разрядное адресное пространство, которое идентифицирует две сети, в одной из которых расположена система-получатель, а в другой находится система-отправитель. Протокол IPX (Internetwork Packet Exchange, межсетевой обмен сообщениями) использует раздельное адресное пространство и при идентификации отдельных систем полагается на аппаратные адреса плат сетевых адаптеров.

Адрес, по которому можно однозначно определить отдельную сеть, жизненно важен для выполнения основной функции протокола Сетевого уровня, которая называется маршрутизацией (routing). Когда пакет путешествует по большой корпоративной сети или по Интернету, он передается от маршрутизатора к маршрутизатору до тех пор, пока не достигнет сети, в которой расположена система-получатель. Исходя из соображений надежности, грамотно разработанная сеть имеет более чем один возможный маршрут до необходимого места назначения, а Интернет обладает буквально тысячами доступных маршрутов. Каждый маршрутизатор отвечает за определение следующего маршрутизатора, через который должен быть отправлен пакет, чтобы достигнуть своего места назначения наиболее рациональным путем. Так как протоколы Канального уровня безусловно игнорируют все, что расположено за пределами локальной сети, то они оставляют решение задачи определения подходящего маршрута в целом до конечного адресата протоколу Сетевого уровня.

Сетевой уровень определяет два типа компьютеров, которые могут быть вовлечены в процесс пересылки пакетов: конечные системы и промежуточные системы. Конечная система — это всегда либо компьютер, создавший и отправивший пакет, либо компьютер, которому пакет предназначен. Промежуточная система — это маршрутизатор либо коммутатор, который соединяет две или более сети, и перенаправляет пакеты по пути, ведущему к месту их назначения. В конечных системах все семь уровней стека протоколов вовлечены в создание или получение пакетов. Промежуточные системы обрабатывают пакеты и передают их вверх по стеку только до Сетевого уровня. Протокол Сетевого уровня выбирает дальнейший маршрут для пакета и посылает его обратно вниз протоколу Канального уровня для упаковки и передачи на Физический уровень.

Когда промежуточная система получает пакет, протокол Канального уровня проверяет его на наличие ошибок и корректность аппаратного адреса, а затем отбрасывает заголовок и постинформацию своего уровня, после чего пакет передается тому протоколу Сетевого уровня, на который указывает поле Ethertype или его эквивалент. Начиная с этого момента, пакет состоит из дейтаграммы, которая включает заголовок протокола Сетевого уровня и полезные данные, созданные Транспортным уровнем системы-отправителя. Протокол Сетевого уровня считывает из заголовка адрес системы-получателя и определяет, каким должен быть адрес следующего пункта назначения. Если пунктом назначения является рабочая станция, расположенная в локальной сети, то промежуточная система отправляет пакет прямо ей. Если пункт назначения расположен в удаленной сети, то промежуточная система обращается к таблице маршрутов, чтобы выбрать маршрутизатор, который обеспечит прохождение пакета к месту назначения по наиболее эффективному маршруту.

Сбор и сохранение в таблице ссылок информации о маршрутах — это отдельный процесс Сетевого уровня. Он осуществляется либо вручную — администратором, либо автоматически — специализированным протоколом Сетевого уровня, который используется маршрутизаторами для обмена информацией о сетях, к которым они подключены. Определив следующее место назначения пакета, протокол Сетевого уровня возвращает эту информацию вместе с дейтаграммой протоколу Канального уровня с той целью, чтобы она была заключена в новый кадр и передана далее. В случае, если на Сетевом уровне используется протокол IP, необходимо выполнение дополнительного процесса, который позволяет преобразовывать IP-адрес следующего места назначения в аппаратный адрес, используемый протоколом Канального уровня.

Фрагментация

Вследствие того, что маршрутизаторы могут соединять сети, использующие различные протоколы Канального уровня, иногда могут понадобиться промежуточные системы, разбивающие дейтаграммы на фрагменты, удовлетворяющие примененному протоколу.

Дейтаграммы, которые были поделены промежуточной системой на фрагменты, не восстанавливаются до тех пор, пока не достигнут своего места назначения. В зависимости от типа протоколов Канального уровня различных промежуточных сетей фрагменты дейтаграмм могут быть фрагментированы повторно.

Протоколы с установлением соединения
и без установления соединения

Выделяются два типа протоколов, функционирующих на Сетевом и Транспортном уровнях: с установлением соединения и без установления соединения. Тип используемого протокола помогает определить остальные функции, выполняемые на каждом уровне. В случае использования протокола с установлением соединения (connection-oriented), прежде чем будут переданы данные вышележащего уровня, должна быть установлена логическая связь между системой-отправителем и системой-получателем. После того как соединение установлено, система-отправитель передает данные, а система-получатель подтверждает их прием. Отсутствие соответствующего подтверждения приема рассматривается системой-отправителем как сигнал для повторной передачи пакетов. Когда передача данных успешно завершена, системы разрывают соединение. Использование данного типа протокола дает системе, отправляющей данные, уверенность в том, что данные успешно доставлены в место их назначения. Ценой этого гарантированного сервиса является дополнительный сетевой трафик, вызванный установкой соединения, посылкой подтверждений и сообщениями о разрыве соединения.

Протокол без установления соединения (connectionless protocol) просто упаковывает данные и посылает их по адресу назначения без проверки того, что система-получатель доступна, и ожидания подтверждения приема данных. В большинстве случаев протоколы без установления соединения используются, когда гарантия доставки и другие сервисы, присущие протоколу с установлением соединения, обеспечиваются другим уровнем стека. Эти дополнительные сервисы могут включать управление потоком данных, выявление и коррекцию ошибок.

Транспортный уровень

Начиная с Транспортного уровня, процесс доставки пакетов от источника до получателя отходит на задний план. Протоколы Транспортного уровня и всех уровней, расположенных выше, полностью оставляют решение задач адресации и доставки Сетевому и Канальному уровням. Как обсуждалось ранее, пакеты, при их обработке промежуточными системами, не поднимаются выше Сетевого уровня стека протоколов. Таким образом, протоколы Транспортного уровня функционируют только на двух конечных системах. Протокольный блок данных (PDU, protocol data unit) Транспортного уровня состоит из заголовка и данных, полученных от Прикладного уровня, в дальнейшем он инкапсулируется протоколом Сетевого уровня в дейтаграмму.

Одна из основных функций протокола Транспортного уровня заключается в идентификации процессов вышележащего уровня, которые выработали сообщение в системе-отправителе и должны принять его в системе-получателе. Транспортные протоколы в пакете TCP/IP, например, используют в своих заголовках номера портов, чтобы идентифицировать сервисы верхних уровней. Другие функции, которые должны быть выполнены на Транспортном уровне, включают в себя выявление и коррекцию ошибок, управление потоком данных, подтверждение приема пакета, и другие средства, присущие протоколам с установлением соединения.

Комбинации сервисов, предоставляемых протоколами

Протоколы Канального и Сетевого уровней взаимодействуют вместе и на своих уровнях взаимозаменяемы. Это означает, что допустимо использовать практически любой протокол Канального уровня совместно с любым протоколом Сетевого уровня. Однако протоколы Транспортного уровня тесно привязаны к определенному протоколу Сетевого уровня и не могут быть замещены. Комбинация из протоколов Транспортного и Сетевого уровней предоставляет полный набор услуг, соответствующий конкретному приложению. Так же, как и на Сетевом уровне, среди протоколов Транспортного уровня могут быть выделены протоколы с установлением соединения и без установления соединения. Документ модели OSI описывает четыре возможные на этом уровне комбинации протоколов с установлением соединения и без него. Какую из комбинаций следует использовать, зависит от требуемых сервисов. Процесс выбора комбинации протоколов для выполнения определенной задачи называется отображением (mapping) службы Транспортного уровня на службу Сетевого уровня.

Выбор протокола Транспортного уровня основывается на требованиях приложения, создавшего сообщение, и сервисов, уже предоставленных протоколами нижних уровней. Руководство OSI описывает пять теоретических классов протокола Транспортного уровня.

  1.  ТР0. Протокол без дополнительной функциональности. Предполагает, что протоколы нижних уровней уже предоставляют приложению все необходимые услуги.
  2.  ТР1. Протокол с исправлением обнаруженных ошибок. Дает возможность исправить ошибки, обнаруженные протоколами, функционирующими на нижних уровнях.
  3.  ТР2. Протокол с мультиплексированием. Включает коды, идентифицирующие процесс, создавший пакет, и процесс, который должен обработать пакет на принимающей стороне. Это позволяет переносить трафик, создаваемый несколькими приложениями, через одну сетевую среду.
  4.  ТРЗ. Протокол с исправлением обнаруженных ошибок и мультиплексированием. Сочетает услуги, предоставляемые ТР1 и ТР2.
  5.  ТР4. Предлагает полный набор ориентированных на подключение услуг. Включает обнаружение и исправление ошибок, управление потоком данных и другие сервисы. Предполагает использование на нижних уровнях протоколов без установления соединения, которые не оказывают перечисленных услуг.

Данная классификация сервисов Транспортного уровня является еще одним местом, где теоретическая конструкция модели OSI основательно отличается от действительности. Ни один из широко используемых наборов протоколов не обладает пятью различными протоколами транспортного уровня, согласующимися с этими классами. Большинство блоков протоколов, таких как TCP/IP, имеют в своем составе два протокола, которые в основном соотносятся с классами ТР0 и ТР4, обеспечивающими услуги без установления соединения и с установлением соединения соответственно.

Функции протокола Транспортного уровня

Сегментация и восстановление

Транспортные протоколы с установлением соединения разработаны для передачи большого количества данных, при этом информация должна быть разбита на сегменты, умещающиеся в отдельных пакетах. Сегментация данных и нумерация сегментов являются важным элементом процесса передачи и помимо этого делают осуществимым выполнение других функций, таких как исправление ошибок. Процесс маршрутизации, выполняемый на Сетевом уровне, является динамическим; и в случае передачи данных возможно возникновение ситуации, когда сегменты следуют до места назначения разными путями и приходят не в том порядке, как они были отправлены. Нумерация сегментов позволяет принимающей системе восстановить исходный порядок следования сегментов. Эта нумерация также дает возможность системе-получателю сообщить отправителю, какой из пакетов был поврежден или потерян. В результате, отправитель может не повторять целиком всю передачу, а повторно переслать только потерянные сегменты.

Управление потоком данных

Управление потоком данных (flow control) — это одна из функций, обычно предоставляемая протоколами Транспортного уровня с установлением соединения. Она представляет собой механизм, согласно которому система, принимающая данные, может сообщить отправителю о том, что он должен снизить скорость передачи данных, или об опасности перегрузки системы-получателя и потери данных.

Обнаружение ошибок и восстановление информации

Эталонная модель OSI определяет две формы исправления ошибок, которые могут быть реализованы протоколами Транспортного уровня с установлением соединения. Одна из них — это реакция на ошибки, обнаруженные другими протоколами стека. Данный механизм не предусматривает поиска ошибок передачи самим протоколом Транспортного уровня. Вместо этого, протокол Транспортного уровня получает извещение от протоколов Сетевого или Канального уровня о том, что возникла ошибка и определенный пакет был потерян или поврежден. Ему остается только послать сообщение, содержащее перечень пакетов и запрос на их повторную пересылку обратно системе-отправителю.

Другая, и наиболее широко применяемая форма исправления ошибок на Транспортном уровне представляет собой законченный процесс, начинающийся с обнаружения ошибок и заканчивающийся их коррекцией. Этот процесс охватывает и ошибки, которые еще не были обнаружены каким-либо другим способом. Несмотря на то, что большинство протоколов Канального уровня имеют свои собственные механизмы выявления и коррекции ошибок, они функционируют только при промежуточных пересылках между двумя системами. Механизм выявления ошибок Транспортного уровня обеспечивает контроль ошибок на всем участке между двумя конечными системами и включает в себя возможность исправления ошибок, которая осуществляется путем запроса у отправителя повторной передачи определенных пакетов. Для осуществления этого в заголовок протокола Транспортного уровня включена контрольная сумма, значение которой получено из полей, не меняющихся в ходе всего путешествия до места назначения. Периодически изменяющиеся поля, такие как индикатор Time-to-Live, значение которого изменяет каждый маршрутизатор, обрабатывающий пакет, исключены из вычисления контрольной суммы.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень 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.

Сеансы передачи составляются из запросов и ответов, которые осуществляются между приложениями.

Управление диалогом и разделение диалогов — два наиболее важных сервиса, относящихся к Сеансовому уровню. Управление диалогом (dialog control) — это средство, которое позволяет двум системам начать диалог, обменяться сообщениями, а после закончить диалог с уверенностью, что каждая система получила предназначенные для нее сообщения. Это может показаться простой задачей, но примем во внимание тот факт, что система может передать сообщение другой системе и получить назад сообщение без уверенности в том, что это ответ. Было ли принятое сообщение ответной посылкой или оно было передано раньше? Такой тип коллизии может вызвать серьезные проблемы, особенно когда одна из систем пытается завершить диалог или создать контрольную точку. Разделение диалога (dialog separation) — это процесс вставки указателей в поток данных, доставляемых между двумя системами. Эти указатели называются точками контроля (checkpoints), они размещаются таким образом, что в один и тот же момент времени может быть получена информация о состоянии обеих систем.

Представительский уровень

В отличие от более низких уровней, задача которых — достоверная передача битов и байтов, уровень представления занимается по большей части синтаксисом и семантикой передаваемой информации. Чтобы было возможно общение компьютеров с различными представлениями данных, необходимо преобразовывать форматы данных друг в друга, передавая их по сети в неком стандартизированном виде. Представительский уровень занимается этими преобразованиями, предоставляя возможность определения и изменения структур данных более высокого уровня (например, записей баз данных).

Прикладной уровень

Прикладной уровень отвечает за взаимодействие с пользовательским приложением. Но следует отметить, что обычно он обменивается данными не с самим пользовательским приложением, а, скорее, с сетевыми приложениями, которые применяются в пользовательском приложении. В общем, можно считать, что прикладной уровень отвечает за создание первоначального пакета, поэтому, если создается впечатление, что программное обеспечение протокола создает пакеты, которых до сих пор не существовало, то оно обычно относится к протоколу прикладного уровня. Хотя такое правило не всегда соблюдается (поскольку собственные пакеты создаются также протоколами, которые существуют на других уровнях), это общее определение протокола прикладного уровня вполне приемлемо.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

47050. Бюджет и его социально-экономическое значение 49.21 KB
  с принятием: @Закона РСФСР Об основах бюджетного устройства и бюджетного процесса в РСФСР Закона РФ Об основах бюджетных прав и прав по формированию и использованию внебюджетных фондов представительных и исполнительных органов государственной власти республик в составе РФ автономной области автономных округов краев областей городов Москвы и СанктПетербурга органов местного самоуправления Бюджетного кодекса РФ Нормативные правовые акты регулирующие бюджетные правоотношения принимают: только органы государственной власти РФ органы...
47053. «Взаимодействие издателя и государства. Формы государственной поддержки издательского дела в России и за рубежом» 49.5 KB
  Свобода издательской деятельности постоянно декларируется как самими ее субъектами так и различными профессиональными объединениями издателей на всех уровнях от регионального до мирового. В Уставе Международной ассоциации издателей указывается что предметом первоочередной заботы этой организации является: Поддерживать и защищать право издателей на публикацию и распространение продуктов их интеллектуальной деятельности в обстановке полной свободы при условии что они будут соблюдать все законы и правила относящиеся к этой деятельности...
47054. Розроблення ґрунту бульдозерами 60.5 KB
  За допомогою бульдозера виконують землерийнотранспортні та планувальні роботи у разі переміщення ґрунту на відстань яка не перевищує 100 м. Зрізування і транспортування ґрунту на відстань до 50 м доцільно виконувати за човниковою схемою за якої бульдозер після відсипання повертається у вихідне положення заднім ходом. У такому разі тривалість циклу роботи бульдозера становитиме Роботу бульдозера з переміщення ґрунту можна організувати так:.
47056. Редакторская деятельность в современных условиях 61 KB
  Оно реализуется системой форм и методов работы редактора и предполагает осуществление редакционноиздательского процесса обеспечивающего выход в свет произведений литературы. Редактор в своей работе опирается на специально книговедческие знания в области издательского дела и редактирования теоретическое обоснование книги и произведения литературы как объектов редактирования учитывает опыт крупных редакторов прошлого и современности. В задачи редактора входит подготовка конкретного издания формирование репертуара издательства организация...
47058. Философия и человек 49.79 KB
  Идея коэволюции общества и природы Взаимодейе общва и природы является одной из актуальных проблем соц.Адекватное понимание значя природы дли жизни и развития общва не сформировалось полностью и по сей день.Как заметил еще Маркспостоянное осуществление обмена вещв м д челом и природойзаконрегулирующий общ.В истории взаимодейя природы и общва можно выделить 4 типа отня чела к природе:Первыйдревнейший.