Тема 4

Тема 4
Иерархическая
декомпозиция

Декомпозиция - разбиение одной сложной
задачи на несколько более простых подзадач
Уровень 3
Уровень 2
Уровень 1
Задачи, решаемые в сетях при
передачей и обработкой данных






выделение и освобождение ресурсов
компьютеров и каналов связи
установление и разъединение соединений
маршрутизации, согласования,
преобразования и передачи данных
контроль правильности передачи
исправление ошибок
и т.д.
В начале 80-х годов Международная
организация по стандартизации
(ISO – International Standards Organization)
приступила к разработке Эталонной модели
взаимодействия открытых систем (OSI –
Open System Interconnection, Модель OSI)
 В 1984 году модель OSI была принята в
качестве международного стандарта

Модель OSI является концептуальной
основой, описывающей правила и
процедуры обмена данными при
организации сеанса связи, которые должны
быть реализованы как в аппаратных, так и
программных средствах сетей
 Модель OSI описывает только системные
средства взаимодействия, не касаясь
приложений конечных пользователей

Уровни модели OSI







прикладной (7 уровень)
представительный (6 уровень)
сеансовый (5 уровень)
транспортный (4 уровень)
сетевой (3 уровень)
канальный (2 уровень)
физический (1 уровень)



Протокол – формализованные правила,
определяющие последовательность и формат
сообщений, которыми обмениваются сетевые
компоненты, лежащие на одном уровне, но в
разных узлах
Интерфейс – формализованные правила,
определяющие последовательность и формат
сообщений, которыми обмениваются соседние
уровни, находящиеся в одном узле
Стеком протоколов – иерархически
организованный набор протоколов,
достаточный для организации взаимодействия
узлов в сети
Инкапсуляция – перемещение данных
сверху вниз по уровням модели OSI на
передающем узле
 Декапсуляция – перемещение данных,
принятых узлом, снизу вверх по уровням
модели OSI

Передающий
компьютер
Сообщение
Сообщение
Прикладной
Принимающий
компьютер
Прикладной
7
7
Представительный
Представительный
7 6
6 7
Сеансовый
Сеансовый
7
6
5
Транспортный
7
6
5
4
4
5
6 7
5
6 7
Сетевой
Транспортный
Сетевой
7
6 5
4
3
3
4
5
6 7
Канальный
Канальный
7
6
5
4
3
2
2
3
4
5
6 7
Физический
Физический
7
6
5
4
3
2
1
1
2
3
4
5
Заголовки – служебная
информация
Физические средства соединения
6 7
Протокол передачи данных
требует следующей информации









синхронизация
инициализация
блокирование
адресация
обнаружение ошибок
нумерация блоков
управление потоком данных
методы восстановления
разрешение доступа
Прикладной уровень
(Application, уровень 7)
Поддерживает пользовательские
приложения и обеспечивает их доступ к
сетевым ресурсам
 На нём выполняются вычислительные,
информационно-поисковые работы,
логические преобразования информации,
передача почтовых сообщений и т. п.

Представительный уровень
(Presentation , уровень 6)
Обеспечивает то, что данные, передаваемые
прикладным уровнем одной системы, будет
понятна прикладному уровню другой
системе
 Важность представительного уровня
заключается в том, что в основу его работы
положена единая для всех уровней модели
OSI система обозначений для описания
абстрактного синтаксиса – ASN.1

Сеансовый уровень
(Session, уровень 5)

•
•
•
•
Устанавливает и поддерживает канал связи,
а также осуществляется управление
сеансами (сессиями) связи:
синхронизация сеансовых соединений
определяется тип передачи данных
выдача отказа от соединения
завершение соединения
Транспортный уровень
(Transport, уровень 4)
Поддерживает непрерывную передачу
данных между двумя взаимодействующими
друг с другом удаленными
пользовательскими процессами, обеспечивая
передачу данных, управление потоками
данных, контроль ошибок и восстановление
информации
 5 классов сервиса. Класс 0 обеспечивает
сервис с самым низким качеством, а класс 4
– с самым высоким
 Позволяет мультиплексировать
передаваемые сообщения и соединения

Сетевой уровень
(Network, уровень 3)





Обеспечивает возможность соединения и
выбор наиболее быстрого и надёжного
маршрута между двумя конечными узлами
Уведомляет транспортный уровень об
обнаружении неисправимых ошибок,
помогая ему поддерживать качество сервиса
и избегать перегрузки сети
Правильная сборка пакетов
Сети с установлением соединения
Сети без предварительного установления
соединения
Канальный уровень
(Data Link, уровень 2)





Обеспечивает передачу данных по физическим
линиям связи, обнаружение и исправление ошибок
Обеспечение отсутствие перекрытия каналов и
искажение данных
Синхронизация узлов
Обеспечение корректности передачи
Исправления ошибок. Метод автоматического
запроса повторной передачи (ARQ – Automatic
Repeat Request):
 ARQ с остановкой и ожиданием
 непрерывный ARQ с возвратом на N-ю станцию
 непрерывный ARQ с избирательным повторением
ARQ с остановкой и ожиданием
5
4
3
2
5
4
3
2
5
4
3
5
4
3
2
5
4
3
2
1
ACK
2
1
NAK
1
1
1
Непрерывный ARQ с возвратом
на N-ю станцию
5
4
3
2
1
NAK 3
5
4
3
5
4
3
2
1
2
1
Непрерывный ARQ с избирательным
повторением
5
4
3
2
1
NAK 3, 5
5
3
5
4
3
2
1
4
2
1
Физический уровень
(Physical, уровень 1)

1.
2.
Предназначен для сопряжения с
физическими средствами соединения и
определяет электротехнические,
механические, процедурные и
функциональные характеристики
установления, поддержания и разъединения
физического канала между узлами
подуровень стыковки со средой
подуровень преобразования передачи
Сетезависимые протоколы
Прикладной
Представительный
Сеансовый
ориентированы
на приложения
Транспортный
Сетевой
Канальный
Физический
сетезависимые
В зависимости от типа коммуникационное
устройство может работать
 только
на физическом уровне
(повторитель)
 на физическом и канальном уровнях
(мост, сетевой адаптер)
 на физическом, канальном и сетевом
уровнях, иногда захватывая и
транспортный уровень
(маршрутизатор)
Стандартные стеки
коммуникационных протоколов
Модель OSI
IBM /
Microsoft
TCP/IP
SMB
Telnet, FTP,
SNMP,
SMTP,
WWW
Прикладной
Представительный
Novell
NCP, SAP
Сеансовый
TCP
Транспортный
Сетевой
Канальный
Физический
NetBIOS
SPX
Стек OSI
X.400, X.500,
FTAM
Представитель
ный протокол
OSI
Сеансовый
протокол OSI
Транспортный
протокол OSI
IPX, RIP,
ES-ES, IS-IS
NLSP
802.3 (Ethernet), 802.5 (Token Ring), FDDI, Fast Eternet,
SLIP, 100VG-AnyLan, X.25, ATM, LAP-B, LAP-D, PPP
Коаксиальный кабель, экранированная и
неэкранированная витая пара, оптоволокно, радиоволны
IP, RIP, OSPF