При разработке модели ВОС выделение уровней базировалось на следующих принципах:
- каждый уровень должен выполнять отдельную функцию,
- поток информации между уровнями должен быть минимизирован,
- функции уровней должны быть удобны для определения международных стандартов,
- количество уровней должно быть достаточным для разделения функций, но не избыточным.
Модель ВОС определяет семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления данных, прикладной.
Физический уровень (Physical layer) – организует передачу битов по КПД. Стандарты этого уровня определяют характеристики кабелей и разъемов, схемы кодирования электрического или оптического сигнала и прочие параметры КПД.
Канальный уровень (Data link layer) – обеспечивает надежную доставку данных в физической сети. Стандарты этого уровня определяет правила совместного использования КПД и делятся на две группы: подуровень управления логическим каналом (Logical Link Control – LLC) и подуровень управления доступом к среде (Medium Access Control – MAC). Поток битов между двумя участниками сети делится на кадры (frame), и канальный уровень гарантирует безошибочную доставку кадров. Кроме того, канальный уровень решает, кто из участников может передавать данные в каждый момент времени, управляет потоком данных (буферизацией) и контролирует последовательность кадров.
Сетевой уровень (Network layer) – обеспечивает передачу данных между сетями. На этом уровне находятся системы адресации участников сетей и системы маршрутизации. Сетевой уровень выбирает способ передачи данных по сети: это может быть как коммутация каналов, так и коммутация пакетов. В сетях с коммутацией пакетов сетевой уровень делит поток данных на пакеты, независимо маршрутизируемые по сети. Пакеты могут передаваться как по виртуальным каналам, так и в виде дейтаграмм.
Транспортный уровень (Transport layer) – представляет собой интерфейс пользовательской системы с сетью передачи данных. Он отвечает за надежную передачу данных и распределение обязанностей между участниками сети.
Сеансовый уровень (Session layer) – предназначен для организации диалога между процессами. Основные функции уровня – обработка подключений (login) и отключений (logout), аутентификация, синхронизация.
Уровень представления данных (Presentation layer) – управляет представлением информации в сети. Гарантирует, что данные, которыми обмениваются участники, записаны в формате, которых понимают обе стороны. Уровень имеет дело с наборами символов (character sets), форматами данных, кодированием и упаковкой данных.
Прикладнойуровень (Application layer) – это интерфейс между сетью и пользовательскими программами. Типичные услуги, предоставляемые прикладным уровнем – электронная почта, передача файлов и т.д.
2.2.2. Модель TCP/IP
В отличие от модели ВОС, разработка которой велась под сильным влиянием телекоммуникационных компаний, исходя из соображений международной совместимости, модель TCP/IP была создана уже после разработки протоколов и отражала в основном свойства именно этого стека протоколов.
Модель включает сетевой, межсетевой, транспортный и прикладной уровни.
Сетевой уровень (Network layer) – соответствует канальному уровню ISO.
Межсетевой уровень (Internet layer) – соответствует сетевому уровню ISO.
Транспортный уровень (Transport layer) – соответствует транспортному (и части сеансового) уровня ISO.
Прикладной уровень (Application layer) – включает все уровни ISO, выше транспортного.
Детальное описание протоколов TCP/IP будет приведено во второй части настоящего пособия.