Организация функционирования сети

При проектировании, создании и эксплуатации сетей столкнулись:

- со сложностью и разнообразием физических структур сетей;

- c разнотипностью используемых в сетях ЭВМ и аппаратуры;

- с необходимостью упорядочения разработки ПО и телекоммуникаций.

Целесообразно ввести обобщённую логическую структуру сети, с которой могут быть соотнесены физические структуры конкретной сети.

Сетевая операционная система при выполнении всех задач следует строгому набору процедур. Эти процедуры называются протоколами или правилами поведения. Протоколы регламентируют каждую сетевую операцию.

Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению различных производителей нормально взаимодействовать.

Модель OSI (Open System Interconnection) разработана Организацией международных стандартов ISO (International Standards Organization). Эта организация выпустила набор спецификаций, описывающих архитектуру сети с неоднородными устройствами. Исходный документ относился к открытым системам, чтобы они могли использовать одинаковые протоколы и стандарты для обмена информацией. Открытость систем – возможность взаимодействия различных по технической и логической организации систем с помощью определённых процедур.

Модель OSI является многоуровневой системой. Она отражает взаимодействие программного и аппаратного обеспечения при осуществлении сеанса связи, а также помогает решить разнообразные проблемы.

Для упорядочивания функций системы вводятся функциональные уровни, которые характеризуют выполняемые сетевые функции. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы.

На каждом уровне выполняются определенные сетевые функции, которые взаимодействуют с функциями соседних уровней, вышележащего и нижележащего. Например, Транспортный уровень должен взаимодействовать только с Сеансовым и Сетевым уровнем и т.п. Нижние уровни — Канальный и Физический — определяют физическую среду передачи данных. Через эти уровни передаются потоки битов данных через плату сетевого адаптера и кабель. Самые верхние уровни определяют, каким способом осуществляется доступ приложений к услугам связи. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает.

Каждый уровень на одном компьютере функционирует так, будто он напрямую связан с таким же уровнем на другом компьютере. Эта логическая, или виртуальная, связь между одинаковыми уровнями. В действительности связь осуществляется между смежными уровнями одного компьютера.

Перед тем как отправить данные в сеть, они разбиваются на блоки или пакеты. Пакет — это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения (через все уровни модели OSI). На каждом уровне к пакету добавляется некоторая информация, форматирующая или адресная, которая необходима для успешной передачи данных по сети.

На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке. Программное обеспечение на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Когда пакет дойдет до Прикладного уровня, вся адресная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный вид.

Таким образом, за исключением самого нижнего уровня сетевой модели, никакой иной уровень не может непосредственно послать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на компьютере–отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по сетевому кабелю на компьютер–получатель и опять проходит сквозь все слои, пока не достигнет того же уровня, с которого она была послана на компьютере–отправителе.

Взаимодействие смежных уровней осуществляется через интерфейс. Интерфейс определяет услуги, которые нижний уровень предоставляет верхнему, и способ доступа к ним. Поэтому каждому уровню одного компьютера “кажется”, что он непосредственно взаимодействует с таким же уровнем другого компьютера.