ИСП (C) - Лекция 02

1. Модель OSI

2.

В
начале
80-х
годов
ряд
международных организаций по
стандартизации
разработали
стандартную
модель
взаимодействия
открытых
систем
(Open
System
Interconnection, OSI).

3. Модель взаимодействия открытых систем IOS/OSI

4.

Модель
OSI
описывает
только
системные средства взаимодействия,
реализуемые
операционной
системой, системными утилитами,
системными
аппаратными
средствами.

5.

Модель
не
включает
средства
взаимодействия
приложений
конечных пользователей.
Важно
различать
уровень
взаимодействия
приложений
и
прикладной уровень семиуровневой
модели.

6.

Приложения могут реализовывать
собственные
протоколы
взаимодействия, используя для
этих
целей
многоуровневую
совокупность системных средств.
Именно для этого в распоряжение
программистов
предоставляется
прикладной
программный
интерфейс (Application Program
Interface, API)

7. Физический уровень

Физический уровень (physical
layer) имеет дело с передачей
потока битов по физическим
каналам
связи,
таким
как
различные виды кабелей или
цифровой территориальный канал
(беспроводной)

8.

Функции
физического
уровня
реализуются на всех устройствах,
подключенных к сети. Со стороны
компьютера функции физического
уровня
выполняются
сетевым
адаптером или последвательным
портом.

9. Канальный уровень

Канальный уровень (data link
layer) обеспечивает прозрачность
соединения для сетевого уровня.
Для этого он предлагает ему
следующие услуги:

10.

• установление
логического
соединения между узлами;
• согласование в рамках соединения
скоростей
передатчика
приемника информации;
• обеспечение
и
надежной передачи:
обнаружение и коррекция ошибок.

11.

Для
решения
этих
задач
канальный уровень формирует из
пакетов
собственные
протокольные единицы данных –
кадры, состоящие из поля данных
и заголовка. Канальный уровень
помещает пакет в поле данных
одного или нескольких кадров и
заполняет собственной служебной
информацией заголовок кадра.

12.

Кроме
того,
данный
уровень
проверяет доступность разделяемой
среды.
Эту
функцию
иногда
выделяют в отдельный подуровень
управления доступом к среде
(Medium Access Control, MAC).

13.

Протоколы
канального
уровня
реализуются как на конечных узлах
(средствами сетевых адаптеров и их
драйверов),
так
и
на
всех
промежуточных
сетевых
устройствах.

14. Сетевой уровень

Сетевой уровень (network layer)
служит для образования единой
транспортной
системы,
объединяющей несколько сетей,
называемой составной сетью, или
интернетом.

15.

Технология, позволяющая соединять
в единую сеть множество сетей, в
общем случае построенных на
основе
разных
технологий,
называется
технологией
межсетевого
взаимодействия
(internetworking).

16. Необходимость сетевого уровня

17.

Функции
сетевого
реализуются:
уровня
• группой протоколов;
• специальными
устройствами
маршрутизаторами.
–

18.

Для того чтобы протоколы сетевого
уровня могли доставлять пакеты
любому узлу составной сети, эти
узлы
должны
иметь
адреса,
уникальные в пределах данной
составной
сети.
Такие
адреса
называются
сетевыми,
или
глобальными.

19. Транспортный уровень

Транспортный уровень (transport
layer) обеспечивает приложениям
или верхним уровням стека –
прикладному,
представления
и
сеансовому – передачу данных с той
степенью надежности, которая им
требуется

20.

Модель
OSI
определяет
пять
классов транспортного сервиса
от низшего класса 0 до высшего
класса 4. Эти виды сервиса
отличаются
качеством
предоставляемых услуг

21. Сеансовый уровень

Сеансовый уровень (session layer)
управляет
взаимодействием
сторон: фиксирует, какая из сторон
является активной в настоящий
момент, и предоставляет средства
синхронизации сеанса

22.

Эти средства позволяют в ходе
длинных
передач
сохранять
информацию о состоянии этих
передач в виде контрольных точек,
чтобы в случае отказа можно было
вернуться назад к последней
контрольной точке, а не начинать
все с начала

23. Уровень представления

Уровень
представления
(presentation layer) обеспечивает
представление передаваемой по
сети информации, не меняя при
этом ее содержания

24.

С помощью средств данного уровня
протоколы прикладных уровней
могут преодолеть синтаксические
различия в представлении данных
или же различия в кодах символов,
например кодов ASCII и EBCDIC.

25. Прикладной уровень

Прикладной уровень (application
layer) – это в действительности
просто
набор
разнообразных
протоколов, с помощью которых
пользователи сети получают доступ
к разделяемым ресурсам, таким как
файлы,
принтеры
или
гипертекстовые веб-страницы, а
также организуют свою совместную
работу, например, по протоколу
электронной почты

26.

Единица данных, которой оперирует
прикладной
уровень,
обычно
называется сообщением.

27. Физический уровень передачи данных

27

28. Физический уровень передачи данных

Физический уровень отвечает за
установление,
поддержание
и
деактивизацию
канала
между
конечными системами, выполняет
идентификацию каналов, оповещает
о появлении неисправностей и
отказов, а также, в требуемых
случаях, прослушивает каналы с
целью
определения
в
них
активности.
28

29.

Спецификации
физического
уровня
детально
описывают
механические,
оптические,
электрические,
функциональные
интерфейсы со средой передачи:
напряжения, частоты, длины волн,
разъемы, число и функциональность
контактов,
схемы
кодирования
сигналов и т.д.
29

30.

• Линия связи (transmission link)
– это физическая среда, по которой
передаются сигналы между двумя
конечными системами;
• Среда передачи (transmission
medium) материальная
субстанция, через которую
осуществляется распространение
сигналов;
30

31.

31

32.

• Канал (channel, data link)
представляет собой совокупность
одной или нескольких физических
сред передачи данных и
каналообразующего (сетевого)
оборудования, которые обеспечивают
передачу данных между
взаимодействующими системами в
виде сигналов, соответствующих типу
физической среды;
32

33.

• Составной канал (circuit)
образуется отдельными каналами
промежуточных звеньев и
внутренними соединениями в
коммутаторах
33

34. Состав линии связи

34

35.

Различают физические (physical
link) и логические (logical link)
каналы
• Физический
канал
связи
представляет
собой
средство
передачи
сигналов
между
взаимодействующими системами
35

36.

Физические
каналы
подразделяются на:
• элект рические (витая пара,
коаксиальный кабель),
• опт ические
(волоконнооптический кабель)
• беспроводные
(радиоканалы,
инфракрасные каналы и т.д.)
36

37.

• Логические
каналы
устанавливаются
между
протоколами
любых
уровней
взаимодействующих
систем
и
определяют путь, по которому
данные передаются от источника к
приемнику
через
один
или
последовательность
физических
каналов
37

38.

Каналы (линии) связи
классифицировать
на
следующих признаков:
можно
основе
• по типу физической среды;
• по
типу
представления
передаваемой информации;
• по направлению передачи данных;
• по времени существования;
• по способу подключения;
• по ширине полосы пропускания
38

39.

В
зависимости
от
типа
представления
передаваемой
информации каналы делятся на
аналоговые,
предназначенные
для передачи аналоговых сигналов
и дискретные, служащие для
передачи дискретных (цифровых)
сигналов.
39

40.

В зависимости от направления
передачи данных различают каналы:
(simplex), в которых
передача осуществляется только в
одном направлении;
• симплексные
(half-duplex), в
которых передача ведется поочередно
в прямом и обратном направлении;
• полудуплексные
(duplex), в которых
передача ведется одновременно в
двух направлениях - прямом и
обратном.
• дуплексные
40

41.

СИМПЛЕКСНЫЙ
КАНАЛ
ПОЛУДУПЛЕКСНЫЙ
КАНАЛ
ДУПЛЕКСНЫЙ
КАНАЛ
41

42.

По способу подключения каналы
делятся на:
• «точка-точка» (point-to-point),
• «точка-многоточка»
multipoint),
(point-to-
• «многоточка» (multipoint).
42

43.

Канал «точка-точка» связывает
только
два
узла
или
две
взаимодействующих системы. Канал
«точка-многоточка»
обеспечивает
соединение
одной
центральной
системы (узла) с группой других
систем (узлов). Канал «многоточка»
обеспечивает подключение друг к
другу группы узлов или систем.
43