תקנים של מודלים של אינטראקציה של מערכות פתוחות. מודל התייחסות לחיבור מערכות פתוחות (EMVOS)

המבנה הכללי של כל תוכנה או מערכת מידע יכול להיות מיוצג, כפי שצוין לעיל, על ידי שני חלקים המקיימים אינטראקציה:

• חלק פונקציונליהכולל תוכניות יישום המיישמות את הפונקציות של אזור היישום;
• סביבה או חלק מערכתהמבטיח את ביצוען של תוכניות יישומיות.

קשורות קשר הדוק להפרדה ולקישוריות זו שתי קבוצות של בעיות סטנדרטיזציה:

1. סטנדרטים של ממשקים לאינטראקציה של תוכניות יישומים עם סביבת IS, ממשק תוכניות יישומים (API);
2. סטנדרטים של ממשקים לאינטראקציה של ה-IS עצמו עם סביבה חיצונית עבורו (External Environment Interface - EEI).

שתי קבוצות ממשקים אלו מגדירות את מפרט התיאור החיצוני של סביבת ה-IS – ארכיטקטורה, מנקודת מבטו של משתמש הקצה, מעצב ה-IS, מתכנת האפליקציות שמפתח את החלקים הפונקציונליים של ה-IS.

מפרטי הממשקים החיצוניים של סביבת ה-IS וממשקי האינטראקציה בין מרכיבי הסביבה עצמה הם תיאורים מדויקים של כל הפונקציות, השירותים והפורמטים הנחוצים של ממשק מסוים.

המכלול של תיאורים כאלה הוא מודל התייחסות לחיבור מערכות פתוחות (OSI).... מודל זה נמצא בשימוש למעלה מ-30 שנה וצמח מתוך ה-SNA (System Network Architecture) שהוצע על ידי IBM. מודל חיבורי המערכות הפתוחות משמש כבסיס לפיתוח תקני IT רבים של ISO. פרסום תקן זה סיכם שנים רבות של עבודה של ארגוני תקינה ידועים רבים ויצרני ציוד תקשורת.

בשנת 1984 קיבל הדגם מעמד של התקן הבינלאומי ISO 7498, ובשנת 1993 פורסמה מהדורה מורחבת והשלמה של ISO 7498-1-93. לתקן כותרת מורכבת "מערכות מידע ומחשוב - חיבור (אינטראקציה) של מערכות פתוחות - מודל התייחסות". השם הקצר הוא ה-Open Systems Interconnection / Basic Reference Model (OSI / BRM).

המודל מבוסס על חלוקת סביבת המחשוב לשבע רמות, שהאינטראקציה ביניהן מתוארת בסטנדרטים המקבילים ומספקת תקשורת בין הרמות, ללא קשר למבנה הפנימי של הרמה בכל יישום ספציפי (איור 2.6).

אורז. 2.6.

היתרון העיקרי של מודל זה הוא תיאור מפורט של חיבורים בסביבה מנקודת מבט של מכשירים טכניים ואינטראקציות תקשורת. עם זאת, היא אינה לוקחת בחשבון את הקשר ביחס לניידות של תוכנת האפליקציה.

היתרונות של הארגון ה"שכבתי" של מודל האינטראקציה הם בכך שהוא מספק פיתוח עצמאיסטנדרטים ברמה, מודולריות של פיתוח חומרה ותוכנה של מערכות מידע ומחשוב ובכך תורם להתקדמות טכנית בתחום זה.

בתקן ISO 7498 מובחנים שבע רמות (שכבות) של אינטראקציית מידע, המופרדות זו מזו על ידי ממשקים סטנדרטיים:

1. שכבת יישום (שכבת יישום)
2. שכבת מצגת
3. מפגש (רמת הפעלה)
4. תַחְבּוּרָה
5. רֶשֶׁת
6. עָרוּץ
7. גוּפָנִי.

בהתאם לכך, אינטראקציית המידע של שתי מערכות או יותר היא קבוצה של אינטראקציות מידע של תת-מערכות ברמה, וכל שכבה של מערכת המידע המקומית מקיימת אינטראקציה, ככלל, עם השכבה המקבילה של המערכת המרוחקת. האינטראקציה מתבצעת באמצעות פרוטוקולים וממשקי תקשורת מתאימים. בנוסף, באמצעות טכניקות אנקפסולציה, ניתן להשתמש באותם מודולי תוכנה ברמות שונות.

נוהלהוא קבוצה של אלגוריתמים (כללים) לאינטראקציה של אובייקטים בעלי שם זהה רמות של מערכות שונות.

מִמְשָׁקהוא מערכת כללים שלפיהם מתבצעת אינטראקציה עם אובייקט ברמה נתונה או אחרת. ניתן להתייחס לממשק הסטנדרטי כשירות בחלק מהמפרטים.

כימוסהוא תהליך של הכנסת בלוקים מפוצלים של נתונים מרמה אחת לתוך בלוקים של נתונים מרמה אחרת.

בעת חלוקת הסביבה לרמות, נצפו העקרונות הכלליים הבאים:

• אל תיצור יותר מדי מחיצות קטנות, מכיוון שזה מסבך את התיאור של מערכת האינטראקציה;
• כדי ליצור רמה מפונקציות בקלות מקומיות, זה, במידת הצורך, מאפשר לך לבנות מחדש את הרמה במהירות ולשנות באופן משמעותי את הפרוטוקולים שלה לשימוש בפתרונות חדשים בתחום הארכיטקטורה, תוכנה וחומרה, שפות תכנות, מבני רשת, מבלי לשנות את התקן ממשקים של אינטראקציה וגישה;
• למקם פונקציות דומות באותה רמה;
• ליצור רמות נפרדות לביצוע פונקציות כאלה, הנבדלות בבירור בפעולות המיישמות אותן או בפתרונות טכניים;
• לשרטט את הגבול בין המפלסים במקום בו תיאור השירותים הוא הקטן ביותר, ומספר האינטראקציות מעבר לגבול (מעבר גבול) ממוזער;
• לשרטט את הגבול בין הרמות במקום כזה שבו ברגע מסוים צריך להתקיים הממשק הסטנדרטי המתאים.

לכל שכבה יש מפרט פרוטוקול, כלומר. סט כללים המסדירים את האינטראקציה של תהליכים עמיתים באותה שכבה; ורשימת שירותים המתארים את הממשק הסטנדרטי לשכבה הגבוהה יותר. כל שכבה משתמשת בשירותים של השכבה התחתונה, כל שכבה נמוכה מספקת שירותים לגבוהה יותר. הבה ניתן תיאור קצר של כל שכבה, ונציין כי בחלק מהתיאורים של מודל ה-OSI, ניתן להפוך את מספור השכבות.

רמה 1 היא שכבת היישום או שכבת היישום (Application Layer).רמה זו קשורה לתהליכי יישום. פרוטוקולי שכבות נועדו לספק גישה למשאבי רשת ולתוכניות יישומי משתמשים. ברמה זו מוגדר הממשק עם חלק התקשורת של האפליקציות. דוגמה לפרוטוקולי שכבת יישומים היא Telnet, המאפשרת למשתמש לגשת ל"מארח" (מארח, אחד המרכיבים העיקריים במערכת מרובת מכונות, או כל מכשיר המחובר לרשת באמצעות פרוטוקולי TCP/IP) מרחוק מצב מסוף.

שכבת היישום מבצעת את המשימה לספק צורות שונות של אינטראקציה בין תהליכי יישום הממוקמים במערכות שונות של רשת המידע. לשם כך, הוא מבצע את הפונקציות הבאות:

• תיאור של צורות ושיטות של אינטראקציה של תהליכים יישומיים;
• ביצוע עבודות מסוגים שונים (ניהול עבודה, העברת קבצים, ניהול מערכת וכו');
• זיהוי של משתמשים (שותפי אינטראקציה) לפי הסיסמאות, הכתובות, החתימות האלקטרוניות שלהם;
• הגדרת מנויים מתפקדים;
• הודעה על אפשרות גישה לתהליכי בקשה חדשים;
• קביעת הלימות המשאבים הזמינים;
• שליחת בקשות להתחבר לתהליכי יישום אחרים;
• הגשת בקשות לדרג הייצוגי לשיטות הדרושות לתיאור מידע;
• בחירת נהלים לדיאלוג מתוכנן של תהליכים;
• ניהול נתונים שהוחלפו על ידי תהליכי יישום;
• סנכרון של אינטראקציה של תהליכי יישום;
• קביעת איכות השירות (זמן אספקה ​​של בלוקי נתונים, שיעור שגיאות קביל וכו');
• הסכם על תיקון שגיאות ואימות נתונים;
• משא ומתן על הגבלות המוטלות על תחביר (מערכות תווים, מבנה נתונים).

שכבת היישום מחולקת לרוב לשתי תת-רמות. תת-השכבה העליונה כוללת שירותי רשת. תחתון - מכיל רכיבי שירות סטנדרטיים התומכים בהפעלת שירותי רשת.

רמה 2 - שכבת מצגת.ברמה זו מומר מידע לצורה בה הוא נדרש לביצוע תהליכי בקשה. שכבת המצגת מספקת קידוד של נתונים שהונפקו על ידי תהליכי יישום ופרשנות של הנתונים המועברים. לדוגמה, מבוצעים אלגוריתמים להמרת פורמט ייצוג הנתונים להדפסה - ASCII או KOI-8. לחלופין, אם נעשה שימוש בתצוגה כדי להמחיש נתונים, אז הנתונים האלה לפי אלגוריתם נתון נוצרים בצורה של עמוד שמוצג על המסך.

רמת הנציג מבצעת את הפונקציות העיקריות הבאות:

• בחירת תמונת הייצוגים מתוך אפשרויות אפשריות;
• שינוי תמונת הייצוג לתמונה וירטואלית נתונה;
• המרה של תחביר נתונים (קודים, סמלים) לתקן;
• הגדרת פורמט הנתונים.

רמה 3 - מפגש או שכבת מפגש.ברמה זו נוצרות, מתוחזקות ומסתיימות מפגשים בין אובייקטי יישום מייצגים (תהליכי יישום). כדוגמה לפרוטוקול שכבת הפעלה, שקול את פרוטוקול Remote Procedure Call (RPC). כפי שהשם מרמז, פרוטוקול זה נועד להציג תוצאות של הליך הפועל על מארח מרוחק. במהלך הליך זה נוצר חיבור הפעלה בין יישומים. מטרת חיבור זה היא לבקשות שירות המתעוררות, למשל, כאשר אפליקציית שרת מקיימת אינטראקציה עם אפליקציית לקוח.

שכבת הפגישה מספקת אינטראקציה עם שכבת התחבורה, מרכזת קליטה ושידור נתונים של סשן תקשורת אחד, מכילה את הפונקציות של ניהול סיסמאות, חישוב התשלום עבור השימוש במשאבי הרשת וכו'. רמה זו מספקת את הפונקציות הבאות:

• הקמה וסיום ברמת המושב של הקשר בין שותפים;
• ביצוע חילופי נתונים רגילים ודחופים בין תהליכי הבקשה;
• סנכרון העבודה של חיבורי הפגישה;
• הודעה על תהליכי הבקשה על מצבים חריגים;
• הגדרת תוויות בתהליך היישום המאפשרות, לאחר כשל או שגיאה, לשחזר את ביצועו מהתווית הקרובה;
• הפסקה, במידת הצורך, של תהליך הבקשה וחידושו הנכון;
• סיום הפגישה ללא אובדן נתונים;
• העברת הודעות מיוחדות על מהלך הפגישה.

שכבה 4 היא שכבת התחבורה.שכבת התעבורה נועדה לשלוט בזרימת ההודעות והאותות. בקרת זרימה היא פונקציה חשובה של פרוטוקולי תעבורה, שכן מנגנון זה מאפשר העברה אמינה של נתונים על גבי רשתות בעלות מבנה הטרוגני, בעוד שתיאור המסלול כולל את כל מרכיבי מערכת התקשורת המספקים העברת נתונים כל הדרך ממכשירי השולח ועד מכשירי הקבלה של הנמען. בקרת זרימה מורכבת מהמתנה חובה עד שהמקלט יאשר את קבלת מספר הקטעים שצוין על ידי המקלט. מספר הקטעים שהמשדר יכול לשלוח מבלי לאשר את קבלתם מהמקלט נקרא חלון.

ישנם שני סוגים של פרוטוקולי שכבת תעבורה - פרוטוקולי ריסוק ופרוטוקולי דאטהגרם. פילוח פרוטוקולים ברמת תעבורה מפרקים את ההודעה המקורית לבלוקי נתונים ברמת התעבורה - מקטעים. התפקיד העיקרי של פרוטוקולים כאלה הוא להבטיח את מסירת הקטעים הללו ליעד ולשחזר את ההודעה. פרוטוקולי Datagram אינם מפלחים הודעה, הם שולחים אותה בחבילה אחת יחד עם פרטי כתובת. חבילת נתונים, הנקראת Datagram, מנותבת ברשת החלפת כתובות או נשלחת דרך רשת מקומית לאפליקציה או למשתמש.

שכבת התחבורה יכולה גם לנהל משא ומתן על שכבות הרשת של רשתות שונות שאינן תואמות באמצעות שערים מיוחדים. הרמה הנחשבת קובעת את הפנייה של מערכות מנויים ומערכות מנהליות. המשימה העיקרית של שכבת התעבורה היא השימוש בערוצים וירטואליים המוצבים בין מערכות מנויים המקיימות אינטראקציה ומערכות ניהוליות להעברת בלוקי נתונים במנות. הפונקציות העיקריות המבוצעות על ידי שכבת התחבורה:

• שליטה בהעברת בלוקי נתונים והבטחת שלמותם;
• איתור טעויות, סילוקן החלקי, דיווח על טעויות לא מתוקנות;
• שחזור שידור לאחר כשלים ותקלות;
• הגדלה או צמצום של בלוקי נתונים;
• מתן עדיפויות בעת העברת בלוקים;
• שידור אישורים של בלוקי נתונים משודרים;
• ביטול חסימות במקרה של מבוי סתום ברשת.

בנוסף, שכבת התחבורה יכולה לשחזר בלוקי נתונים שאבדו בשכבות התחתונות.

שכבה 5 היא שכבת הרשת.המשימה העיקרית של פרוטוקולי שכבת הרשת היא לקבוע את הנתיב שישמש לאספקת מנות נתונים כאשר פרוטוקולי השכבה העליונה עובדים (ניתוב). על מנת שהמנה תועבר לכל מארח נתון, יש להקצות למארח זה כתובת רשת הידועה למשדר. קבוצות מארחות שמקובצות גיאוגרפית יחד יוצרות רשתות. כדי לפשט את משימת הניתוב, כתובת הרשת של המארח מורכבת משני חלקים: כתובת הרשת וכתובת המארח. לפיכך, משימת הניתוב מפוצלת לשניים - מציאת רשת ומציאת מארח ברשת זו. ניתן לבצע את הפונקציות הבאות ברמת הרשת:

• יצירת חיבורי רשת וזיהוי היציאות שלהם;
• איתור ותיקון שגיאות המתרחשות במהלך שידור דרך רשת התקשורת;
• בקרת זרימת מנות;
• ארגון (סדר) של רצפי מנות;
• ניתוב ומיתוג;
• פילוח ואגד של חבילות;
• חזרה למצבה המקורי;
• בחירת סוגי השירות.

שכבה 6 היא שכבת קישור הנתונים או שכבת קישור הנתונים.מטרת פרוטוקולי שכבת הקישור היא לספק העברת נתונים במדיום השידור על גבי ספק פיזי. אות התחלה של שידור נתונים נוצר בערוץ, תחילת השידור מאורגנת, השידור עצמו מתבצע, נבדקת תקינות התהליך, הערוץ מנותק במקרה של תקלות והתאוששות לאחר ביטול התקלה, אות נוצר בסוף השידור והערוץ מועבר למצב המתנה.

לפיכך, שכבת הקישור יכולה לבצע את הפונקציות הבאות:

• ארגון (הקמה, ניהול, סיום) של חיבורי ערוצים וזיהוי הנמלים שלהם;
• העברת בלוקי נתונים;
• איתור ותיקון שגיאות;
• בקרת זרימת נתונים;
• הבטחת שקיפות של ערוצים לוגיים (העברת נתונים מקודדים בכל דרך שהיא).

בשכבת קישור הנתונים, נתונים מועברים בלוקים הנקראים פריימים. סוג מדיום השידור המשמש והטופולוגיה שלו קובעים במידה רבה את סוג מסגרת פרוטוקול שכבת התעבורה שבה יש להשתמש. בעת שימוש בטופולוגיות Common Bus ו-Point-to-Multipoint, פרוטוקול שכבת הקישור מציין את הכתובות הפיזיות שישמשו להחלפת נתונים במדיום השידור ואת הליך הגישה למדיום זה. ... דוגמאות לפרוטוקולים כאלה הם Ethernet (כאשר רלוונטי) ו-HDLC. פרוטוקולי הובלה, המיועדים לפעול בסביבה נקודתית, אינם מגדירים כתובות פיזיות ויש להם נהלי גישה מפושטים. דוגמה לסוג זה של פרוטוקול היא PPP.

שכבה 7 היא השכבה הפיזית.פרוטוקולי השכבה הפיזית מספקים גישה ישירה לאמצעי העברת הנתונים עבור קישור הנתונים והפרוטוקולים במורד הזרם. נתונים מועברים באמצעות פרוטוקולים של שכבה זו בצורה של רצפי סיביות (עבור פרוטוקולים טוריים) או קבוצות של ביטים (עבור פרוטוקולים מקבילים). רמה זו מגדירה את קבוצת האותות המוחלפת בין מערכות, את הפרמטרים של אותות אלו (זמן וחשמלי) ואת רצף הפקת האותות בעת ביצוע הליך העברת הנתונים.

השכבה הפיזית מבצעת את הפונקציות הבאות:

• יוצר ומנתק קשרים פיזיים;
• משדר רצף של אותות;
• "מאזין" לערוצים במידת הצורך;
• מבצע זיהוי ערוץ;
• מודיע על התרחשות תקלות ותקלות.

בנוסף, ברמה זו מנוסחות דרישות למאפיינים החשמליים, הפיזיים והמכאניים של מצע ההולכה, התקני שידור וחיבור.

רמות תלויות רשת ובלתי תלויות ברשת.ניתן לייחס את הפונקציות לעיל בכל הרמות לאחת משתי קבוצות: או לפונקציות המתמקדות בעבודה עם יישומים ללא קשר להתקן הרשת, או לפונקציות התלויות ביישום הטכני הספציפי של הרשת.

שלושת השכבות העליונות - יישום, ייצוג והפעלה - מכוונות יישום ומעשיות לא תלוימהתכונות הטכניות של בניית רשת. הפרוטוקולים של שכבות אלו אינם מושפעים משינויים כלשהם בטופולוגיית הרשת, החלפת ציוד או הגירה לטכנולוגיית רשת אחרת.

אורז. 2.9.

סטנדרטיזציה של ממשקים מספקת שקיפות מלאה של אינטראקציה ללא קשר לאופן שבו השכבות מסודרות ביישומים (שירותים) ספציפיים של המודל.

שיעור מספר 14 "דיגיטציה ואינטגרציה של רשתות תקשורת"

1. שלבי פיתוח טכנולוגיות לבניית TCS

בתקשורת ממוחשבת מודרנית, למעשה כל המילוי ה"פונקציונלי" נקבע על ידי תוכנית המאוחסנת בזיכרון השולטת בפעולת המיקרו-מעבד. יחד עם זאת, כמעט בלתי אפשרי להתאים פונקציות בודדות לרכיבים אלקטרוניים בודדים.

רצף של פקודות המבוצע על ידי מחשב לפי תוכנית נתונה מוצג בדרך כלל בצורה של אלגוריתם, שהתמונה שלו היא בצורה של מודולים פונקציונליים מסודרים אנכית. תמונה כזו ממש דומה לבניין ומאפשרת הדמיה אבודה של תהליכי טרנספורמציה של מידע בתקשורת מודרנית כדי להשתמש באנלוגיה של מושג הבנייה של "ארכיטקטורה".

דוגמה נוספת לשימוש באנלוגיות חדשות מתחום הבנייה היא הביטוי " טכנולוגיות לבניית TCS", שבו המשמעות אינה מושקעת בבניית אובייקטים נייחים או בפריסה של מתקני תקשורת שדה, אלא בבחירה של תוכן פונקציונלי מסויים מקושר הדדי של רכיבי הרשת בצורה של ארכיטקטורת" כזו או אחרת".

טכנולוגיות רשת ספציפיות (טכנולוגיות בניית רשת) קובעות למעשה את הכללים שלפיהם הרשת פועלת למשך זמן נתון (מערכת בקרה חיצונית), מוציאה את המשאבים המתאימים לטכנולוגיות אלו וממלאת את דרישות התקשורת הנוכחיות של משתמשים (מנויים) בכמה (בדרך כלל מפריעים) ) מתנים את השפעת הסביבה החיצונית.

יש לציין כי המשתמשים, באופן עקרוני, אינם מעוניינים באילו טכנולוגיות מיושמות ברשת. המשתמשים צריכים את התוצאה של פעילות הרשת בצורה של שירותי תקשורת שמספקת הרשת בתנאים מסוימים (מפריעים) ותמורת תשלום מסוים עבור משאבים (או בתמורה למשאבים שהוקצו). אבל הקשר בין איכות השירותים, התנאים החיצוניים המותרים והמשאבים הנצרכים (מתוארים על ידי מאפיינים פונקציונליים חיצוניים), תלוי רק בטכנולוגיות המשמשות ברשת (מתוארים על ידי מאפיינים פונקציונליים פנימיים).

התוצאה של מיזוג ענפי עיבוד והחלפת מידע הייתה הופעתן של רשתות מידע המיישמות את כל מערך תהליכי המידע לעיבוד והעברת מידע.

רשת מידע(IS) היא מערכת טכנית מורכבת המופצת בחלל, שהיא קבוצה הקשורה פונקציונלית של תוכנה וחומרה לעיבוד והחלפת מידע ומורכבת מצמתי מידע מבוזרים גיאוגרפית (תת-מערכות לעיבוד מידע) ומערוצי העברת מידע המחברים את הצמתים הללו.

באופן כללי, הארכיטקטורה הפונקציונלית של ה-IS יכולה להיות מיוצגת כמודל מושגי בן שלוש רמות.

הרמה הראשונה (פנימית) מתארת ​​את הפונקציות וכללי הקישוריות בעת העברת סוגים שונים של מידע בין מערכות מנויים מרוחקות גיאוגרפית דרך ערוצי תקשורת פיזיים (שידור) והיא מיושמת רשת תחבורה(בעבר, פונקציות דומות בוצעו על ידי רשת התקשורת הראשית).

הרמה השנייה (בינוני) מתארת ​​את הפונקציות והכללים לחילופי מידע למען החיבור בין תהליכי יישום של מערכות מנויים שונות ומיושמה רשת תקשורתמייצג יחיד

תשתית לחילופי מידע מסוגים שונים לטובת המשתמשים ברשת המידע (בעבר בוצעו פונקציות כאלה על ידי רשתות תקשורת משניות שונות).

הרמה השלישית (החיצונית) נוצרת על ידי קבוצה של תהליכי יישום הממוקמים במערכות מנויים מרוחקות גיאוגרפית, שהם צרכני מידע ומבצעים עיבוד משמעותי שלו. הרמה השלישית, משלימה את הראשון והשני עם פונקציות עיבוד המידע שצוינו, יוצרת את המראה החיצוני רשת מידע.

2. מודל התייחסות לחיבור מערכות פתוחות

תהליך המידע של אינטראקציית המשתמש ב-IS מתחיל ומסתיים מחוץ לרשת עצמה וכולל מספר שלבים מקוננים, אחד מהם הוא יישום תהליך הקישוריות על ידי רשת התקשורת למען האינטראקציה של תהליכי מידע המיישמים משמעות עיבוד של הודעות רשמיות בעת פתרון בעיה יישומית מסוימת.

תהליך החיבור שצוין יכול להיות מיוצג גם כרצף של טרנספורמציות פונקציונליות שונות, וככלל, מרובות טרנספורמציות פונקציונליות של הודעות מידע ברכיבי רשת שונים מצורה דיגיטלית אחת לאחרת ומסוג אחד של אותות פיזיים (חשמליים) לאחר.

עבור רשתות תקשורת שונות, שנוצרו בזמנים שונים על ידי יצרנים שונים, הקיבוץ של טרנספורמציות פונקציונליות אלה שונה. גם מספר השלבים והפונקציות המוקצים של תהליך הקישוריות שונה, המשולבים לעתים קרובות בתוך ארכיטקטורה פונקציונלית מסוימת של ה-IS (TCS) לרמות או שכבות נפרדות. נכון לעכשיו, ישנן מספר ארכיטקטורות שונות שהפכו דה פקטו או דה יורה לסטנדרטים פתוחים בינלאומיים (מקובלים בדרך כלל).

דוגמה לארכיטקטורה המפורסמת והמפורטת ביותר היא השבע רמות מודל התייחסות לחיבור בין מערכות פתוחות(EMVOS),

הוצע על ידי ארגון התקנים הבינלאומי. ארכיטקטורה זו מתמקדת בתיאור יישום של פונקציות חיבוריות בלבד באינטראקציה של כתובות IP המבצעות את הפונקציות של עיבוד מידע משמעותי בצמתי IS מפוזרים גיאוגרפית (לכן, נכנה ארכיטקטורה זו ארכיטקטורת TCS, לא ארכיטקטורת IS).

בייעוד בשפה האנגלית של EMVOS, לפעמים מודגש שהדגם הזה שייך חיבור מערכות פתוחות(OSI) (OSI - Open System Interconnection) לפיתוח של ISO (ISO - ארגון התקנים הבינלאומי) כפי ש

יש לציין שבספרות בשפה הרוסית הקיצור EMVOS מפוענח לעתים קרובות כמודל התייחסות של "אינטראקציה", ולא "חיבור הדדי" של מערכות פתוחות, שהוא תוצאה של תרגום לא מדויק של המילה

"קישוריות".

התקן הרוסי העיקרי המגדיר את עקרונות הארכיטקטורה של החיבור בין מערכות פתוחות הוא GOST 28906-91 "מערכות עיבוד מידע. חיבור בין מערכות פתוחות. מודל התייחסות בסיסי". תקן זה הוכן על ידי יישום ישיר של ISO 7498–84, ISO 7498–84 Add. 1 ומתאים להם באופן מלא. המלצות דומות

המושג "פתיחות" של מערכות פירושו הכרה הדדית ותמיכה בתקני הקישוריות הרלוונטיים ואינו קשור ליישומם הספציפי ולאמצעים הטכניים (תוכנה) המשמשים.

3. חיבורים	תַחְבּוּרָה
4. סביבה פיזית

אורז. 1. המרכיבים העיקריים של EMVOS והקשר שלהם עם הארכיטקטורה של IS

ה-EMVOS מבוסס על ארבעה אלמנטים המוצגים באיור. 1, לפיו מרכיבי תהליכי היישום, הנקראים אובייקטים לוגיים של יישומים (להלן לקיצור - אובייקטים לוגיים), מיישמים את תהליכי החיבור בין מערכות פתוחות דרך החיבורים שנוצרו דרך סביבת OSI, המובן כסט של אינטראקציה אמיתית מערכות פתוחות יחד עם הסביבה הפיזית ל-OSI המיועדת להעברת מידע ביניהן. המדיום הפיזי עבור OSI הוא בדרך כלל ערוצי שידור דיגיטליים בעלי אופי פיזי שונה.

מודל ההתייחסות בסביבת OSI, בנוסף לאפשרות החיבור (באמצעות מעגלים וירטואליים קבועים או מוחלפים), מספק גם את האפשרות ללא חיבור, התואמת את מצב הדטאגרם של רשת מיתוג המנות (ללא שימוש במעגלים וירטואליים). ככלל, המגוון הרב והמורכבות של פונקציות הקישוריות הביאו לצורך בחלוקה ההיררכית שלהן לקבוצות (רבדים, רמות) במסגרת מערכת פתוחה וליצירת ארכיטקטורה רב-שכבתית של רשתות תקשורת.

ארגון ברמה של EMVOS

כל ארגון רב-שכבתי של מערכות מיוחדות הוא מיותר בכוונה ולא יעיל עבור תנאי שימוש ספציפיים, אך הוא מפשט מאוד את הבנייה של מערכות פתוחות (שימוש כללי) המיועדות לעבודה בתנאים מגוונים ומורכבות מאלמנטים רבים המבצעים באופן עקבי את הפונקציות של הפרט. רמות, המפותחות על ידי יצרנים עצמאיים שונים.

כאשר מחליטים היכן יש לשרטט את הגבולות בין הרמות

ועל כמה רמות צריך להיות, מפתחי EMVOS הסתמכו על מסוימות עקרונות ריבוד, שהעיקריים שבהם הם הבאים:

מספר הרמות לא צריך להיות גדול מדי; יש לשרטט את הגבול בין הרמות במקום שבו תיאור השירות

הוא הפשוט ביותר, מספר הפעולות חוצות הגבולות הוא מינימלי וכבר קיים ממשק סטנדרטי מתאים;

יש ליצור רמות נפרדות לביצוע פונקציות ספציפיות השונות בתהליכים או בפתרונות הטכניים המיישמים אותן;

רמות צריכות להיווצר מפונקציות מקומיות בקלות עם מתן אפשרות לעדכן אותן ללא תלות בפונקציות של רמות שכנות;

עבור כל רמה, עליך ליצור ממשקים רק עם הרמות הגבוהות והנמוכות יותר;

ניתן ליצור רמות משנה בתוך רמה אחת במקרה שהדבר נדרש על ידי סוגים ספציפיים של שירותים (יש לספק אפשרות לעקוף רמות משנה).

בהנחיית עקרונות אלה, זוהו שבע רמות ב-EMVOS, הרשומות בדרך כלל מלמעלה למטה:

רמה 7 - שכבת יישום;

רמה 6 - הצגת נתונים או שכבת מצגת; רמה 5 - שכבת הפגישה;

רמה 4 - שכבת הובלה;

רמה 3 - שכבת רשת;

רמה 2 - שכבת קישור נתונים; רמה 1 - שכבה פיזית.

התיאור של רמות ה-EMVOS מבוסס על מספר מושגים רשמיים, המפורטים להלן עם הסברים קצרים:

פרוטוקול - מערכת כללים לאינטראקציה של אובייקטים לוגיים שווים (מערכות פתוחות שונות).

ממשק בין-שכבתי- מערכת כללים לאינטראקציה של אובייקטים לוגיים של רמות שכנות בעת מתן שירותי N לאובייקטים של השכבה (N +1).

הפונקציות העיקריות של כל הרמות הן:

בחירת פרוטוקול; הקמת וסיום חיבור;

ריבוי ופיצול חיבורים; העברת נתונים רגילים (רגילים); העברת נתונים דחופים (חריגים) (בעדיפות);

בקרת זרימת נתונים (שהייה, מהירות וגודל של PBUs); פילוח (הרכבה) או חסימה (ביטול חסימה) של נתונים; ארגון רצף הנתונים (מספור); הגנת שגיאות (תיקון, זיהוי ואיפוס ו/או ניסיון חוזר);

ניתוב (פנייה והפצה של זרמי נתונים).

הבדלים בהרכב הפונקציות הללו והפרמטרים הכמותיים שלהן עבור רמות בודדות הם סימני ההיכר של טכנולוגיות רשת אמיתיות שאינן תואמות במלואן עם EMVOS.

לעתים קרובות, קבוצה מאורגנת היררכית של פרוטוקולים של שכבות שונות של טכנולוגיות רשת ספציפיות נקראת מחסנית פרוטוקולים.

משימה חשובה לכימות תוצאות מתן שירותי N היא המשימה פרמטרים של איכות השירות, העיקריים שבהם הם:

פרמטרים של עיכוב העברת מידע; פרמטרים של עיוות מידע; פרמטרים של אובדן מידע; פרמטרי כתובת שגויים;

פרמטרים של הגנה מפני גישה לא מורשית.

בעיקרון, הפרמטרים הללו הם הסתברותיים (ממוצע או גבול). קביעת הקשר של פרמטרים אלה עם הפרמטרים של הפרוטוקולים, המשאבים הזמינים והתנאים המפריעים היא המשימה העיקרית בהערכת איכות טכנולוגיות הרשת.

הערכים של פרמטרי איכות השירות של השכבות התחתונות משפיעים על ערכי פרמטרי איכות השירות של השכבות העליונות. בסופו של דבר, ערכי הפרמטרים של איכות השירות של הרמה העליונה קובעים את איכות השירות (QoS - Quality of Service) שמספקת רשת התקשורת בצורה של שירותי רשת ספציפיים.

מודל התייחסות לחיבור מערכת פתוחה (OSI).

פרוטוקולים

הוחל
נציג
מוֹשָׁב
תַחְבּוּרָה
רמת קישור
נתונים (ערוץ)
גוּפָנִי

אמצעי שידור (כבל נחושת, כבל אופטי, רדיו)

רובד פיזי

השכבה הפיזית עוסקת בהעברת ביטים על פני ערוצי תקשורת פיזיים, כגון, למשל, כבל קואקסיאלי, זוג מעוות,

כבל סיבים אופטיים או ערוץ אזור דיגיטלי. רמה זו קשורה למאפיינים של אמצעי העברת נתונים פיזיים, כגון רוחב פס, חסינות רעשים, עכבה אופיינית ועוד. באותה רמה, המאפיינים של אותות חשמליים המשדרים מידע בדיד נקבעים, למשל, תלילות קצוות הדופק, רמות המתח או הזרם של האות המשודר, סוג הקידוד וקצב העברת האות. בנוסף, סוגי המחברים ומטרת כל מגע מתקנים כאן.

פונקציות השכבה הפיזית מיושמות בכל המכשירים המחוברים לרשת. בצד המחשב, פונקציות השכבה הפיזית מבוצעות על ידי מתאם רשת או יציאה טורית.

דוגמה לפרוטוקול שכבה פיזית הוא מפרט l0-Base-T של טכנולוגיית Ethernet, המגדיר כבל זוג מעוות לא מסוכך מקטגוריה 3 עם עכבה אופיינית של 100 אוהם, מחבר RJ-45, אורך מקסימלי של קטע פיזי של 100 מטר, קוד מנצ'סטר לייצוג נתונים בכבלים, כמו גם כמה מאפיינים אחרים של הסביבה ואותות חשמליים.

שכבת קישור

בשכבה הפיזית, ביטים פשוט מועברים. זה לא לוקח בחשבון שברשתות מסוימות, שבהן קווי תקשורת משמשים (משותפים) לסירוגין על ידי כמה זוגות של מחשבים המקיימים אינטראקציה, אמצעי השידור הפיזי עשוי להיות תפוס. לכן, אחת המשימות של שכבת ה-Data Link היא לבדוק את הזמינות של אמצעי השידור. משימה נוספת של שכבת קישור הנתונים היא ליישם מנגנוני זיהוי ותיקון שגיאות. לשם כך, בשכבת קישור הנתונים, ביטים מקובצים לקבוצות הנקראות מסגרות. שכבת הקישור מבטיחה את נכונות השידור של כל מסגרת, שמה רצף מיוחד של ביטים בתחילת וסוף כל מסגרת, כדי לחלץ אותה, וגם מחשבת את ה-checksum, מעבדת את כל הבתים של המסגרת בצורה מסוימת ו הוספת סכום הבדיקה למסגרת. כאשר מסגרת מגיעה דרך הרשת, המקלט מחשב שוב את סכום הבדיקה של הנתונים שהתקבלו ומשווה את התוצאה עם סכום הבדיקה מהמסגרת. אם הם תואמים, המסגרת נחשבת נכונה ומקובלת. אם סכומי הבדיקה אינם תואמים, נרשמת שגיאה. שכבת הקישור יכולה לא רק לזהות שגיאות, אלא גם לתקן אותן על ידי שידור מחדש של מסגרות פגומות. יש לציין שפונקציית תיקון השגיאות אינה חובה עבור שכבת הקישור, ולכן היא אינה זמינה בחלק מהפרוטוקולים של שכבה זו, למשל ב-Ethernet וב-frame relay.

V לפרוטוקולים של שכבת קישור נתונים המשמשים ברשתות מקומיות יש מבנה מסוים של קשרים בין מחשבים ושיטות הפנייה שלהם. למרות ששכבת הקישור מבטיחה מסירה של מסגרת בין כל שני צמתים של הרשת המקומית, היא עושה זאת רק ברשת עם טופולוגיית קישור מוגדרת לחלוטין, בדיוק הטופולוגיה שלשמה היא תוכננה. טופולוגיות אפיק, טבעת וכוכבים נפוצות הנתמכות על ידי פרוטוקולי שכבת קישור LAN כוללות אפיק, טבעת וכוכב משותפים, כמו גם מבנים הנגזרים מהם באמצעות גשרים ומתגים. דוגמאות לפרוטוקולי שכבת קישור הם Ethernet, Token Ring, FDDI, l00VG-AnyLAN.

V פרוטוקולי שכבת קישור של רשתות מקומיות משמשים מחשבים,

גשרים, מתגים ונתבים. במחשבים, פונקציות שכבת קישור מיושמות במשותף על ידי מתאמי רשת ומנהלי ההתקן שלהם.

V רשתות רחבות, שלעיתים רחוקות יש להן טופולוגיה רגילה, שכבת קישור הנתונים מאפשרת לעתים קרובות להחליף הודעות רק בין שני מחשבים שכנים המחוברים באמצעות קישור יחיד. דוגמאות לפרוטוקוליםנקודה לנקודה (כפי שפרוטוקולים כאלה נקראים לעתים קרובות) יכולים להיות פרוטוקולי PPP ו-LAP-B בשימוש נרחב. במקרים כאלה, מתקני שכבת הרשת משמשים להעברת הודעות בין צמתי קצה על פני כל הרשת. כך מאורגנות רשתות X.25. לפעמים ברשתות רחבות, קשה לבודד את פונקציות שכבת הקישור בצורתן הטהורה, שכן באותו פרוטוקול הן משולבות עם פונקציות שכבת הרשת. דוגמאות לגישה זו הן פרוטוקולי ATM ו-frame relay.

V באופן כללי, שכבת קישור הנתונים היא קבוצה חזקה ומלאה של פונקציות להעברת הודעות בין צמתי רשת. במקרים מסוימים, פרוטוקולי שכבת קישור מתגלים כרכבים עצמאיים ויכולים לאפשר לפרוטוקולי שכבת יישומים או אפליקציות לעבוד ישירות מעליהם, מבלי לערב את אמצעי הרשת ושכבות התחבורה. לדוגמה, קיים יישום של פרוטוקול ניהול הרשת SNMP ישירות דרך Ethernet, אם כי כברירת מחדל פרוטוקול זה פועל על פרוטוקול רשת ה-IP ופרוטוקול התחבורה UDP. מטבע הדברים, השימוש ביישום כזה יהיה מוגבל - הוא אינו מתאים לרשתות מורכבות של טכנולוגיות שונות, למשל, Ethernet ו-X.25, ואפילו לרשת כזו,

v שמשתמש ב-Ethernet בכל המקטעים, אבל ישחיבורים דמויי לולאה. אבל ברשת Ethernet דו-מגזרית המחוברת על ידי גשר, היישום של SNMP מעל שכבת הקישור יהיה מעשי למדי.

עם זאת, כדי להבטיח העברה איכותית של הודעות ברשתות של כל טופולוגיות וטכנולוגיות, הפונקציות של שכבת הקישור אינן מספיקות, ולכן, במודל OSI, הפתרון לבעיה זו מוקצה לשתי הרמות הבאות - רשת ו תַחְבּוּרָה.

שכבת רשת

שכבת הרשת משמשת ליצירת מערכת תעבורה אחת המאגדת מספר רשתות, ורשתות אלו יכולות להשתמש בעקרונות שונים לחלוטין להעברת הודעות בין צמתי קצה ובעלות מבנה שרירותי של חיבורים. הפונקציות של שכבת הרשת מגוונות למדי. נתחיל את השיקול שלהם בדוגמה של שילוב רשתות מקומיות.

פרוטוקולי שכבת קישור נתונים של רשתות מקומיות מבטיחים מסירת נתונים בין כל צמתים רק ברשת עם טופולוגיה טיפוסית מתאימה, למשל, טופולוגיית כוכבים היררכית. מדובר במגבלה חמורה ביותר שאינה מאפשרת בניית רשתות בעלות מבנה מפותח, למשל, רשתות המשלבות מספר רשתות ארגוניות לרשת אחת, או רשתות אמינות במיוחד בהן יש חיבורים מיותרים בין צמתים. ניתן יהיה לסבך את פרוטוקולי שכבת הקישור כדי לשמור על קישורים מיותרים דמויי לולאה, אך עקרון הפרדת החובות בין השכבות מוביל לפתרון שונה. על מנת, מצד אחד, לשמר את הפשטות של הליכי העברת נתונים לטופולוגיות טיפוסיות, ומצד שני, לאפשר שימוש בטופולוגיות שרירותיות, מוכנסת שכבת רשת נוספת.

ברמת הרשת, המונח רשת עצמו ניחן במשמעות מסוימת. בזה

במקרה זה, רשת מובנת כמערכת של מחשבים המחוברים ביניהם בהתאם לאחת מהטופולוגיות האופייניות הסטנדרטיות ומשתמשים באחד מפרוטוקולי שכבת הקישור שהוגדרו עבור טופולוגיה זו להעברת נתונים.

בתוך הרשת, מסירת הנתונים מסופקת על ידי שכבת הקישור המתאימה, אך שכבת הרשת אחראית על מסירת הנתונים בין הרשתות, התומכת ביכולת לבחור את המסלול הנכון להעברת הודעות גם כאשר מבנה החיבורים בין הרשתות המרכיבות בעל אופי שונה מזה שאומץ בפרוטוקולי שכבת הקישור. רשתות מחוברות זו לזו באמצעות מכשירים מיוחדים הנקראים נתבים. נתב הוא מכשיר שאוסף מידע על הטופולוגיה של החיבור ההדדית, ועל בסיסו מעביר את מנות שכבת הרשת לרשת היעד. כדי להעביר הודעה משולח שנמצא ברשת אחת לנמען שנמצא ברשת אחרת, צריך לבצע מספר מסוים של העברות תחבורה בין רשתות, או הופס (מהופ - קפיצה), בכל פעם בבחירת מסלול מתאים. לפיכך, מסלול הוא רצף של נתבים שדרכם עוברת מנה.

הבעיה של בחירת הנתיב הטוב ביותר נקראת ניתוב, והפתרון שלה הוא אחת הבעיות המרכזיות של שכבת הרשת. לבעיה זו מצטרפת העובדה שהדרך הקצרה ביותר אינה תמיד הטובה ביותר. לעתים קרובות הקריטריון לבחירת מסלול הוא זמן העברת הנתונים לאורך מסלול זה; זה תלוי ברוחב הפס של ערוצי התקשורת ובעוצמת התעבורה, שיכולה להשתנות עם הזמן. חלק מאלגוריתמי ניתוב מנסים להסתגל לשינויים בעומס, בעוד שאחרים מקבלים החלטות על סמך ממוצעים לאורך זמן. בחירת מסלול יכולה להתבצע על פי קריטריונים אחרים, למשל, אמינות שידור.

במקרה הכללי, הפונקציות של שכבת הרשת רחבות יותר מהפונקציות של העברת הודעות דרך קישורים עם מבנה לא תקני, שכעת שקלנו להשתמש בדוגמה של שילוב מספר רשתות מקומיות. שכבת הרשת פותרת גם את בעיית ההרמוניה של טכנולוגיות שונות, פישוט הפנייה ברשתות גדולות ויצירת חסמים אמינים וגמישים לתעבורה לא רצויה בין רשתות.

הודעות שכבת רשת מכונות בדרך כלל מנות. בעת ארגון משלוח מנות ברמת הרשת, נעשה שימוש במושג "מספר רשת". במקרה זה, כתובת הנמען מורכבת מהחלק העליון - מספר הרשת והחלק התחתון - מספר הצומת ברשת זו. לכל הצמתים של רשת אחת חייב להיות אותו חלק עליון של הכתובת, לכן ניתן לתת למונח "רשת" ברמת הרשת הגדרה נוספת, פורמלית יותר: רשת היא אוסף של צמתים שכתובת הרשת שלהם מכילה את אותו מספר רשת.

ברמת הרשת, מוגדרים שני סוגים של פרוטוקולים. הסוג הראשון - פרוטוקולי רשת (פרוטוקולים מנותבים) - מיישמים העברת מנות דרך הרשת. אלו הם הפרוטוקולים שאליהם נהוג להתייחס כשמדברים על פרוטוקולי שכבת רשת. עם זאת, סוג אחר של פרוטוקול מכונה לעתים קרובות שכבת הרשת, הנקראת פרוטוקולי חילופי מידע ניתוב, או פשוט פרוטוקולי ניתוב. באמצעות פרוטוקולים אלה, נתבים אוספים מידע על הטופולוגיה של הקישוריות. פרוטוקולי שכבת רשת מיושמים על ידי מודולי תוכנה של מערכת ההפעלה, כמו גם על ידי תוכנה וחומרה של נתבים.

ברמת הרשת, ישנם סוגים נוספים של פרוטוקולים שאחראים למיפוי כתובת הצומת המשמשת ברמת הרשת לכתובת הרשת המקומית. פרוטוקולים אלה מכונים לעתים קרובות בשם Address Resolution Protocol, ARP. לפעמים הם מופנים לא לרמת הרשת, אלא לרמת הערוץ, אם כי הדקויות של הסיווג אינן משנות את מהותן.

דוגמאות לפרוטוקולי שכבת רשת הם פרוטוקול ה-IP של ערימת TCP/IP ופרוטוקול הערימה IPX של ערימת IPX.

שכבת תחבורה

בדרך מהשולח למקבל, מנות עלולות להיות מעוותות או לאיבוד. בעוד שלחלק מהיישומים יש מתקנים משלהם לטיפול בשגיאות, יש כאלה שמעדיפים להתמודד עם חיבור אמין מיד. שכבת התחבורה מספקת יישומים, או את השכבות העליונות של המחסנית - יישום והפעלה - להעברת נתונים במידת האמינות שהם דורשים. מודל ה-OSI מגדיר חמישה סוגים של שירות הניתנים על ידי שכבת התחבורה. סוגים אלה של שירותים נבדלים באיכות השירותים הניתנים: דחיפות, יכולת לשחזר חיבור מופרע, זמינות מתקני ריבוי לחיבורים מרובים בין פרוטוקולי יישומים שונים באמצעות פרוטוקול תחבורה משותף, והכי חשוב, יכולת זיהוי ולתקן שגיאות שידור כגון עיוות, אובדן ושכפול של מנות.

בחירת סוג השירות של שכבת ההובלה נקבעת, מצד אחד, לפי מידת הפתרון של בעיית הבטחת האמינות על ידי האפליקציות עצמן והפרוטוקולים הגבוהים מרמות ההובלה, ומצד שני, זה הבחירה תלויה במידת האמינות של מערכת העברת הנתונים.רשת המסופקת על ידי השכבות שמתחת לתחבורה - רשת, קישור נתונים ופיזית. כך, למשל, אם איכות ערוצי התקשורת גבוהה מאוד והסבירות לשגיאות שאינן מזוהות על ידי הפרוטוקולים של רמות נמוכות קטנה, אז סביר להשתמש באחד מהשירותים הקלים של שכבת התחבורה, ללא נטל. עם בדיקות רבות, הכרה ושיטות אחרות להגברת האמינות. אם רכבי הרמות הנמוכים בתחילה מאוד לא אמינים, אז רצוי לפנות לשירות המפותח ביותר של דרג ההובלה, הפועל תוך שימוש במקסימום האמצעים לאיתור וסילוק טעויות - באמצעות ביסוס ראשוני של חיבור לוגי, בקרה על מסירת הודעות על ידי סכומי בדיקה ומספור מחזורי של מנות. , קביעת זמני מסירה וכו'.

ככלל, כל הפרוטוקולים, החל משכבת ​​התחבורה ומעלה, מיושמים על ידי התוכנה של צמתי הקצה של הרשת - מרכיבי מערכות ההפעלה שלהם ברשת. דוגמאות לפרוטוקולי תחבורה כוללות את פרוטוקולי TCP ו-UDP של מחסנית TCP/IP ופרוטוקול SPX של מחסנית Novell.

הפרוטוקולים של ארבע הרמות הנמוכות נקראים בדרך כלל תעבורת רשת או תת-מערכת תחבורה, מכיוון שהם פותרים לחלוטין את הבעיה של העברת מסרים ברמת איכות נתונה ברשתות מורכבות עם טופולוגיה שרירותית וטכנולוגיות שונות. שלושת הרמות העליונות האחרות פותרות את הבעיה של מתן שירותי אפליקציה המבוססים על תת-מערכת התחבורה הקיימת.

רמת הפגישה

שכבת ה-Session מספקת שליטה בדיאלוג: היא מתקנת איזה צד פעיל כעת ומספקת כלי סנכרון. האחרונים מאפשרים להכניס נקודות שבירה למעברים ארוכים כך שאם מתרחש כשל, אתה יכול לחזור לנקודת השבירה האחרונה במקום להתחיל מחדש. בפועל, מעט יישומים משתמשים בשכבת ה-Session, והיא מיושמת לעתים רחוקות כפרוטוקולים נפרדים, אם כי הפונקציות של שכבה זו לרוב משולבות עם הפונקציות של שכבת האפליקציה ומוטמעות בפרוטוקול אחד.

רמה ייצוגית

שכבת המצגת עוסקת בצורת הצגת המידע המועבר ברשת, מבלי לשנות את תוכנו. בשל שכבת המצגת, המידע המועבר על ידי שכבת היישום של מערכת אחת מובן תמיד על ידי שכבת היישום של המערכת השנייה. בעזרת שכבה זו, פרוטוקולי יישומים יכולים להתגבר על הבדלים תחביריים בייצוג נתונים או הבדלים בקודי תווים, כגון קודי ASCII ו-EBCDIC. ברמה זו ניתן לבצע הצפנת ופענוח נתונים, שבזכותם מובטחת סודיות חילופי הנתונים עבור כל שירותי האפליקציה בבת אחת. דוגמה לפרוטוקול כזה היא Secure Socket Layer (SSL), המספקת הודעות מאובטחות לפרוטוקולי שכבת היישומים של מחסנית ה-TCP/IP.

רמת יישום

שכבת היישום היא למעשה רק אוסף של פרוטוקולים שונים שבאמצעותם משתמשי רשת ניגשים למשאבים משותפים כגון קבצים, מדפסות או דפי אינטרנט היפר-טקסט, וגם מארגנים את שיתוף הפעולה שלהם, למשל, באמצעות פרוטוקול הדואר האלקטרוני. יחידת הנתונים שעליה פועלת שכבת האפליקציה נקראת בדרך כלל הודעה.

יש מגוון רחב מאוד של שירותי יישומים. בואו ניתן כדוגמה לפחות כמה מיישומי שירות הקבצים הנפוצים ביותר: NCP במערכת ההפעלה Novell NetWare, SMB ב-Microsoft

Windows NT, NFS, FTP ו-TFTP, שהם חלק מחסנית ה-TCP/IP.

לנוחות המודרניזציה, מערכות מידע מורכבות נעשות פתוחות ככל האפשר, כלומר מותאמות לביצוע שינויים בחלק מהמערכת תוך שמירה על שאר החלקים ללא שינוי. בכל הנוגע לרשתות מחשבים, יישום תפיסת הפתיחות הוביל להופעתו של מודל הייחוס לחיבור בין מערכות פתוחות (EMVOS), המוצע על ידי ארגון התקינה הבינלאומי (ISO - International Standard Organization). מודל זה מתאר את העקרונות הכלליים, הכללים, ההסכמים המבטיחים את האינטראקציה של מערכות מידע ונקראים פרוטוקולים.

רשת המידע ב-EMVOS נחשבת כמכלול של פונקציות (פרוטוקולים), המחולקים לקבוצות הנקראות רמות. החלוקה לרמות היא שמאפשרת לבצע שינויים באמצעי היישום של רמה אחת מבלי לשנות את המבנה של האמצעים של רמות אחרות, מה שמפשט ומוזיל מאוד את עלות שדרוג האמצעים עם התפתחות הטכנולוגיה.

יש שבע רמות של EMVOS

ברמה הפיזית (הפיזית), המידע מוצג בצורה של אותות חשמליים או אופטיים, המרת צורת האות, בחירת פרמטרים של מדיה פיזית להעברת נתונים והעברת מידע באמצעות מדיה פיזית מאורגנת.

ברמת הקישור, נתונים מוחלפים בין צמתי רשת שכנים, כלומר. צמתים מחוברים ישירות על ידי קישורים פיזיים ללא צמתים ביניים אחרים. שים לב שמנות שכבת קישור מכונה בדרך כלל פריימים.

ברמת הרשת נוצרות מנות לפי הכללים של אותן רשתות ביניים שדרכן עוברת החבילה המקורית, והמנות מנותבות, כלומר. הגדרה והטמעה של מסלולים שלאורכם מועברות מנות. במילים אחרות, ניתוב עוסק ביצירת ערוצים לוגיים. ערוץ לוגי הוא חיבור וירטואלי של שני או יותר אובייקטים בשכבת רשת, שבו מתאפשרת חילופי נתונים בין אובייקטים אלו. הרעיון של ערוץ לוגי אינו תואם בהכרח לחיבור הפיזי של קווי נתונים בין הנקודות המחוברות. מושג זה הוצג כדי להפשט מהיישום הפיזי של החיבור. תפקיד חשוב נוסף של שכבת הרשת לאחר הניתוב הוא לשלוט בעומס על הרשת על מנת למנוע עומס המשפיע לרעה על פעולת הרשת.

שכבת התעבורה מספקת תקשורת בין נקודות קצה (בניגוד לשכבת הרשת הקודמת, המספקת העברת נתונים באמצעות רכיבי רשת ביניים). הפונקציות של שכבת התעבורה כוללות ריבוי ו-demultiplexing (הרכבה / פירוק של הודעות למנות בנקודות קצה), איתור וביטול שגיאות בנתונים המועברים, קביעת רמת השירותים הנדרשת (לדוגמה, מהירות הזמנה ואמינות שידור).

ברמת הפגישה נקבעים סוג התקשורת (דופלקס או חצי דופלקס), ההתחלה והסיום של המשימות, רצף ואופן חילופי הבקשות והתגובות של שותפים באינטראקציה.

ברמת המצגת מיושמות פונקציות של הצגת נתונים (קידוד, עיצוב, מבנה). לדוגמה, ברמה זו, נתונים המוקצים לשידור מומרים מקוד אחד למשנהו, במיוחד לצורך הצפנה.

ברמת האפליקציה, הנתונים שאמורים להיות מועברים ברשת נקבעים ומתגבשים להודעות.

במקרים ספציפיים, ייתכן שיהיה צורך ליישם רק חלק מהפונקציות הנקובות, ואז, בהתאם, הרשת תכיל רק חלק מהרמות. לכן, ברשתות LAN פשוטות (לא מסועפות), אין צורך באמצעי רשת ושכבות תחבורה. יחד עם זאת, מורכבות הפונקציות של שכבת הקישור מאפשרת לחלק אותה לשתי רמות משנה ב-LAN:

• בקרת גישה לערוץ (MAC - בקרת גישה בינונית);
• · בקרת קישור לוגי (LLC). שכבת המשנה LJLC, בניגוד לשכבת המשנה של MAC, כוללת חלק מפונקציות שכבת הקישור שאינן תלויות במאפיינים של מדיום השידור.

העברת נתונים על גבי רשתות מסועפות מתרחשת כאשר נעשה שימוש ב-encapsulation / decapsulation של נתחי נתונים. אז, הודעה שמגיעה לשכבת התחבורה מחולקת למקטעים, שמקבלים כותרות ומועברות לשכבת הרשת.

קטע מכונה בדרך כלל חבילת שכבת תחבורה. שכבת הרשת מארגנת את העברת הנתונים דרך רשתות ביניים. לשם כך, ניתן לחלק מקטע לחלקים (מנות) אם הרשת אינה תומכת בשידור של מקטעים כמכלול. החבילה מסופקת עם כותרת רשת משלה (כלומר, הקטע מוקף בחבילת שכבת רשת). בעת העברה בין צמתים של LAN ביניים, נדרש להקיף מנות במסגרות עם התמוטטות מנות אפשרית. המקלט משחרר את הקפסולה של המקטעים ומשחזר את ההודעה המקורית.

תקשורת היא אוסף של רשתות ושירותי תקשורת (איור 9.12). שירות טלקומוניקציה הוא אוסף של כלים המספקים שירותים למשתמשים. רשתות משניות מספקות תחבורה, מיתוג אותות בשירותי טלקומוניקציה, ערוצי אספקה ​​משניים ראשוניים. חלק בלתי נפרד מהשירות המקביל הוא ציוד הקצה שנמצא אצל המשתמש.

דוגמה לשירות היא טלפון. הוא מספק שירותי טלפון, העברת נתונים וכו'.

יש לציין כי המושגים שירות ושירות מתפרשים בצורה מעורפלת בספרות. לפיכך, העברת נתונים על גבי רשתות טלפון (באמצעות שירות טלפון) נחשבת לרוב כשירות העברת נתונים על ערוצי טלפון. מכאן יוצא שברגע שבעל הטלפון מחבר את המחשב שלו באמצעות מודם לרשת הטלפון, השירות מופיע. נראה לנו הגיוני יותר להגדיר כאשר בשירות העברת נתונים אנו מתכוונים למערכת תקשורת שנוצרה במיוחד להעברת נתונים, כלומר. קבוצה של חומרה ותוכנה, שיטות עיבוד, הפצה והעברת נתונים.

במקביל, שירות העברת הנתונים יכול לספק שירותי טלפון. זה חלק משירותי טלקומוניקציה דוקומנטריים (DES), המספקים החלפה (שידור) של מידע שונה שאינו טלפוני. מבנה שירותי DPP, בהתאם, כולל גם שירותי שידור טלגרף ועיתונים, טלמטיקה. לכל שירות יכולים להיות מספר שימושים, המסווגים כשירותים מנקודת מבט של משתמש.

החלפת מידע בכל שירותי טלקומוניקציה צריכה להתבצע על פי כללים מסוימים המוסכמים מראש. כללים (תקנים) אלו פותחו על ידי מספר ארגוני תקשורת בינלאומיים.

כך, בשנת 1978, הקים ארגון התקינה הבינלאומי (ISO) ועדת משנה SC16, שתפקידה היה לפתח תקנים בינלאומיים לחיבור בין מערכות פתוחות. המונח "מערכת פתוחה" פירושו מערכת שיכולה לקיים אינטראקציה עם כל מערכת אחרת העומדת בדרישות של מערכת פתוחה. היא פתוחה כאשר היא תואמת את מודל ההתייחסות של Open Systems Interconnection (OSI). מודל התייחסות OSI הוא התיאור הכללי ביותר של המסגרת לתקני בנייה. הוא מגדיר את עקרונות היחסים בין תקנים בודדים ומספק מסגרת שתאפשר פיתוח מקביל של תקנים מרובים הנדרשים עבור OSI.

עם זאת, תקן OSI צריך להגדיר לא רק מודל התייחסות, אלא גם סט ספציפי של שירותים העומדים במודל הייחוס, כמו גם סט של פרוטוקולים המבטיחים את שביעות הרצון של השירותים שעבורם הם מיועדים ליישם (איור 9.13 ). במקרה זה, פרוטוקול מובן כמסמך המגדיר את הנהלים והכללים לאינטראקציה של אותן רמות של מערכות הפועלות זו עם זו.

בשנת 1983 אושר מודל בן שבע רמות כמודל ייחוס (איור 9.14), שבו כל התהליכים המיושמים על ידי מערכת פתוחה מחולקים לרמות הכפופות זו לזו. השכבה עם מספר נמוך יותר מספקת שירותים לשכבה עליונה צמודה ומשתמשת לשם כך בשירותים של שכבה תחתונה צמודה. הרמה העליונה (7) צורכת רק שירותים, והרמה הנמוכה ביותר (1) מספקת רק אותם.

אורז. 9.14. מבנה מודל הייחוס של OSI

במודל שבע הרמות, הפרוטוקולים של הרמות התחתונות (1-3) מתמקדים בהעברת מידע, הרמות העליונות (5-7) - בעיבוד מידע. פרוטוקולי שכבת התעבורה מובחנים לעתים בספרות בנפרד, שכן אין קשר ישיר להעברת מידע. עם זאת, רמה זו (4) קרובה יותר בתפקידיה לשלוש הרמות הנמוכות (1-3) מאשר לשלוש העליונות (5-7). לכן, בעתיד נפנה אותו לרמה הנמוכה יותר.

האתגר עבור כל שבע הרמות הוא להבטיח יכולת פעולה הדדית אמינה של תהליכי יישומים. יחד עם זאת, תהליכים יישומיים מובנים כתהליכי קלט, אחסון, עיבוד והנפקת מידע לצרכי המשתמש. כל רמה ממלאת את המשימה שלה. עם זאת, המפלסים מגדרים ובודקים זה את עבודתו של זה.

פרוטוקולי שכבה עליונה (5-7).רמת האפליקציה (משתמש).היא העיקרית, לשם כך קיימות כל הרמות האחרות. היא נקראת יישומית מכיוון שתהליכי היישום של המערכת מקיימים איתה אינטראקציה, מה שחייב לפתור בעיה מסוימת יחד עם תהליכי יישום הנמצאים במערכות פתוחות אחרות. הרמה המיושמת של מודל הייחוס של OSI קובעת את התוכן הסמנטי של המידע המוחלף בין מערכות פתוחות בתהליך של פתרון משותף של בעיה מסוימת ידועה בעבר.

הרמה השישית נקראת רמת מצגת.זה בעצם מגדיר את ההליך להצגת המידע המועבר בצורת הרשת הרצויה. זאת בשל העובדה שהרשת מחברת נקודות קצה שונות (לדוגמה, מחשבים שונים). אם כל נקודות הקצה ברשת היו מאותו סוג, אזי לא היה צורך בהכנסת שכבת מצגת. לכן, ברשת המאגדת סוגים שונים של מחשבים, המידע המועבר ברשת חייב להיות בעל צורת הצגה אחידה מסוימת. צורה זו היא שפרוטוקול שכבה 6 מגדיר.

הרמה החמישית הבאה של פרוטוקולים נקראת רמת הפגישה,או הפעלה. מטרתו העיקרית היא לארגן דרכי אינטראקציה בין תהליכי יישום - חיבור תהליכי יישום לאינטראקציה ביניהם, ארגון העברת מידע בין תהליכים בזמן אינטראקציה ו"ניתוק" תהליכים.

הבא הם ארבעת הפרוטוקולים הנמוכים ביותר ברמת המאקרו. המטרה העיקרית של פרוטוקולים ברמה נמוכה יותר היא להעביר מידע במהירות ובאמינות. לכן, פרוטוקולים ברמה נמוכה יותר נקראים לפעמים פרוטוקולי רשת תחבורה. הגישה לרשת התחבורה מתבצעת דרך הנמל שנקרא. לכל תהליך יש יציאה משלו. לפני הכניסה לרשת התעבורה, מידע המשתמש מקבל את הכותרת של התהליך שיצר אותו, רשת התחבורה מבטיחה את העברת פרטי המשתמש עם כותרת התהליך (ההודעה) אל המוען, תוך שימוש בפרוטוקולים ברמה נמוכה יותר לשם כך.

פרוטוקולים ברמה נמוכה יותר (1-4).רביעי שכבת הובלה פנימהמודל ה-OSI משמש להבטחת העברת הודעות בין שתי מערכות המקיימות אינטראקציה באמצעות השכבות התחתונות. רמה זו מקבלת בלוק נתונים מסוים מהממונה ועליה להבטיח את הובלתו דרך רשת התקשורת למערכת המרוחקת. הרמות שמעל הטרנספורט אינן לוקחות בחשבון את הפרטים הספציפיים של הרשת שדרכה מועברים הנתונים; הם "מכירים" רק את המערכות המרוחקות איתן הם מתקשרים. שכבת התעבורה חייבת "לדעת" איך הרשת עובדת, אילו גדלים של בלוקי נתונים היא מקבלת וכו'.

שלושת הרמות הנמוכות הבאות מגדירות את תפקוד המארח. הפרוטוקולים של שכבות אלה משרתים את מה שנקרא רשת התחבורה. כמו כל מערכת תחבורה, רשת זו מעבירה מידע מבלי להתעניין בתוכן שלה. המטרה העיקרית של רשת זו היא אספקה ​​מהירה ואמינה של מידע.

המשימה העיקרית רמה שלישית (רשת) -ניתוב הודעות, בנוסף, הוא מספק ניהול זרימת מידע, ארגון ותחזוקה של ערוצי תחבורה, וגם לוקח בחשבון את השירותים הניתנים.

שכבת בקרת ערוץ(רמה שנייה), או ערוץ, הוא אוסף של נהלים ושיטות לניהול ערוץ העברת נתונים (הקמת חיבור, תחזוקה וניתוק), המאורגן על בסיס חיבור פיזי, הוא מספק זיהוי ותיקון שגיאות.

טבלה 9.1. פונקציות המבוצעות על ידי שכבות המערכת

רמה מס'	שם רמה	פונקציות המיושמות על ידי השכבה
	הוחל	הצגה או צריכה של משאבי מידע. ניהול אפליקציות
	נציג	ייצוג (פרשנות) של המשמעות (המשמעות) של מידע הכלול בתהליכים יישומיים
	מוֹשָׁב	ארגון וניהול מפגשים של אינטראקציה בין תהליכי הבקשה
	תַחְבּוּרָה	העברת מערכי מידע מקודדים בכל דרך
	רֶשֶׁת	ניתוב ומיתוג מידע, בקרת זרימת נתונים
	בִּיב	יצירת קשר, שימור וניתוק קשר
	גוּפָנִי	מאפיינים פיזיים, מכניים ותפקודיים של ערוצים

גוּפָנִי(ראשון) רָמָהמספק קשר ישיר עם מדיום השידור. הוא מגדיר את המאפיינים המכניים והחשמליים הנדרשים לחיבור, תחזוקה וניתוק מעגל פיזי (ערוץ). זה מגדיר את הכללים לשידור כל סיביות דרך הערוץ הפיזי. הערוץ יכול לשדר מספר ביטים בבת אחת (במקביל) או ברצף, כפי שזה קורה ביציאה הטורית RS232.

תיאור קצר של הרמות ניתן בטבלה. 9.1.

מודל ההתייחסות של OSI הוא כלי נוח לפיתוח סטנדרטים מקבילים לחיבור בין מערכות פתוחות. הוא מגדיר רק את הרעיון של בנייה ויחסי גומלין של תקנים זה עם זה ויכול לשמש בסיס לתקינה בתחומים שונים של שידור, אחסון ועיבוד מידע.

החלוקה לרמות נוחה מאוד ומאפשרת את הדברים הבאים: - לפשט את עיצוב הרשת ולבנות את הפונקציות שלה - להרחיב את מערך היישומים המיועדים למשתמשי הרשת; - להבטיח את בניית הרשת בתהליך פיתוחה. הפופולרית ביותר בעולם היא ארכיטקטורת הרשת הפתוחה, המבוססת על מודל הייחוס לאינטראקציה של מערכות פתוחות או EMVOS (Open Systems Interconnection / Reference Model), או בקיצור, מודל OSI (OSI). דגם שבע שכבות זה פותח בשנת 1977 במשותף על ידי ISO ו-CCITT (כיום ITU-T)

אורז. תקני רשת IEEE 802

תקני IEEE 802פרוטוקולי רשת ותקנים המכסים את שתי השכבות התחתונות של דגם I (פיזי וערוץ) פותחו על ידי ועדת IEEE 880

(בקיצור IEEE 802). כמה רעיונות שונים לבניית השוויון הללו הפכו נפוצים. יתרה מכך, לשכבת קישור הנתונים יש רק את שכבת המשנה התחתונה שלה - MAC (Media Access Control) - שאינה פיזית שכבה לארגון תקן רשת. לפיכך, הפרוטוקולים של שכבת המשנה של LLC (שכבת קישור) ושכבות גבוהות יותר 3, 4 וכו'. נשאר בלתי תלוי בתקני רשת. 5.16 מציג את תקני הרשת הבסיסיים IEEE 802. יצוין כי תקן FDDI, למרות העובדה שפותח על ידי ארגון אחר, נכלל גם בקבוצת תקני רשת זו, שכן הוא נעשה בהתאמה מלאה ל-OSI / דגם ייחוס IEEE 802.

דגם רשת OSI(אנגלית לִפְתוֹחַ מערכות חיבור בסיסי התייחסות דֶגֶם- מודל ייחוס בסיסי עבור יכולת פעולה הדדית של מערכות פתוחות) - מודל רשת של מחסנית פרוטוקולי הרשת OSI / ISO.

עקב הפיתוח הממושך של פרוטוקולי OSI, כיום מחסנית הפרוטוקולים העיקרית בה נעשה שימוש היא TCP/IP, היא פותחה עוד לפני אימוץ מודל ה-OSI ומחוץ לחיבורו אליו.

דגם OSI
סוג מידע	שִׁכבָה	פונקציות
	7. יישום	גישה לשירותי רשת
	6. נציג (מצגת)	הצגת נתונים והצפנה
	5. מושב	ניהול מפגשים
פלחים / דטאגרמות	4. הובלה	חיבור ישיר בין נקודות קצה ואמינות
	3. רשת	קביעת מסלול ופנייה לוגית
	2. ערוץ (קישור נתונים)	פנייה פיזית
	1. פיזי	עבודה עם מדיה, אותות ונתונים בינאריים

רמות דגם Osi

בספרות, נפוץ ביותר להתחיל לתאר את השכבות של מודל ה-OSI בשכבה ה-7, הנקראת שכבת האפליקציה, בה יישומי משתמשים ניגשים לרשת. מודל ה-OSI מסתיים בשכבה הראשונה - הפיזית, המגדירה את התקנים הנדרשים על ידי יצרנים עצמאיים עבור אמצעי העברת נתונים:

סוג אמצעי שידור (כבל נחושת, סיבים אופטיים, רדיו וכו'),

סוג אפנון אות,

רמות אות של מצבים נפרדים לוגיים (אפס ואחד).

כל פרוטוקול של מודל OSI חייב לקיים אינטראקציה עם הפרוטוקולים של השכבה שלו, או עם פרוטוקולים יחידה אחת מעל ו/או מתחת לשכבה שלו. אינטראקציות עם פרוטוקולים ברמה משלהם נקראות אופקיות, ועם רמות אחת גבוהה יותר או נמוכה יותר - אנכית. כל פרוטוקול של מודל OSI יכול לבצע רק את הפונקציות של השכבה שלו ואינו יכול לבצע את הפונקציות של שכבה אחרת, שאינה מבוצעת בפרוטוקולים של מודלים חלופיים.

לכל רמה, עם מידה מסוימת של קונבנציונליות, יש אופרנד משלה - אלמנט נתונים בלתי ניתן לחלוקה מבחינה לוגית, שברמה נפרדת ניתן להפעיל במסגרת המודל והפרוטוקולים המשמשים: ברמה הפיזית, היחידה הקטנה ביותר היא קצת , ברמת קישור הנתונים המידע משולב למסגרות, ברמת הרשת - למנות (Datagrams), בהעברה - למקטעים. כל פיסת נתונים המשולבת באופן לוגי לשידור - מסגרת, מנה, דאטהגרם - נחשבת להודעה. מסרים באופן כללי הם האופרנדים של רמות הפגישה, המצגת והיישום.

טכנולוגיות הרשת הבסיסיות כוללות את שכבות הקישור הפיזיות והנתונים.

רמת יישום

שכבת יישום (שכבת יישום) - הרמה העליונה של המודל המספקת אינטראקציה של אפליקציות משתמש עם הרשת:

מאפשר ליישומים להשתמש בשירותי רשת:

• גישה מרחוק לקבצים ומסדי נתונים,

  העברת דואר אלקטרוני;

אחראי להעברת מידע שירות;

מספק ליישומים מידע על שגיאות;

יוצר בקשות לשכבת המצגת.

פרוטוקולי יישום: RDP HTTP (פרוטוקול העברת HyperText), SMTP (פרוטוקול העברת דואר פשוט), SNMP (פרוטוקול ניהול רשת פשוט), POP3 (פרוטוקול Post Office גרסה 3), FTP (פרוטוקול העברת קבצים), XMPP, OSCAR, Modbus, SIP , TELNET ואחרים.

רמה ייצוגית

רמת ייצוג (רמת מצגת; eng. הַצָגָה שִׁכבָה) מספק המרת פרוטוקול והצפנת/פענוח נתונים. בקשות אפליקציה המתקבלות משכבת ​​האפליקציה מומרות לפורמט לשידור ברשת בשכבת המצגת, ונתונים המתקבלים מהרשת מומרים לפורמט אפליקציה. ברמה זו ניתן לבצע דחיסה/פירוק או קידוד/פענוח של נתונים, כמו גם הפניית בקשות למשאב רשת אחר אם לא ניתן לעבד אותן באופן מקומי.

שכבת המצגת היא בדרך כלל פרוטוקול ביניים להמרת מידע משכבות סמוכות. זה מאפשר החלפת יישומים במערכות מחשב הטרוגניות באופן שקוף לאפליקציות. שכבת המצגת מספקת עיצוב והמרת קוד. עיצוב קוד משמש כדי להבטיח שהאפליקציה תקבל מידע לעיבוד הגיוני עבורה. במידת הצורך, שכבה זו יכולה לתרגם מפורמט נתונים אחד לאחר.

שכבת המצגת עוסקת לא רק בפורמטים ובהצגת הנתונים, היא עוסקת גם במבני הנתונים המשמשים תוכניות. לפיכך, שכבה 6 מבטיחה שהנתונים מאורגנים במעבר.

כדי להבין איך זה עובד, דמיינו שיש שתי מערכות. האחד משתמש ב-EBCDIC כדי לייצג נתונים, כגון ה-mainframe של יבמ, והשני ב-ASCII (בשימוש על ידי רוב יצרני המחשבים האחרים). אם שתי המערכות צריכות להחליף מידע, אז יש צורך בשכבת מצגת שתבצע את ההמרה ותתרגם בין שני הפורמטים השונים.

פונקציה נוספת המבוצעת ברמת המצגת היא הצפנת נתונים, המשמשת כאשר יש צורך להגן על המידע המועבר מפני קבלה על ידי נמענים לא מורשים. כדי להשיג זאת, התהליכים והקוד ברמת המצגת חייבים לשנות את הנתונים.

תקנים ברמת המצגת מגדירים גם את אופן הצגת הגרפיקה. למטרות אלו, ניתן להשתמש בפורמט תמונת PICT, המשמש להעברת גרפיקת QuickDraw בין תוכניות. פורמט מצגת נוסף הוא פורמט קובץ תמונה מתויג TIFF, המשמש בדרך כלל עבור מפות סיביות ברזולוציה גבוהה. התקן הבא ברמת המצגת שניתן להשתמש בו עבור גרפיקה הוא תקן JPEG.

ישנה קבוצה נוספת של סטנדרטים ברמת מצגת המגדירים את הצגת הסאונד והסרט. זה כולל את ממשק כלי הנגינה האלקטרוני (MIDI) להצגת מוזיקה דיגיטלית, שפותח על ידי קבוצת המומחים לצילום, תקן MPEG.

פרוטוקולי שכבת מצגת: AFP - Apple Filing Protocol, ICA -Independent Computing Architecture, LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP -NetWare Core Protocol, NDR -Network Representation, XDR -External Data Representation, X.25 PAD -Packet Assembler / Disassembler Protocol ...

רמת הפגישה

רמת מפגש (אנג. מוֹשָׁב שִׁכבָהמודל ) מבטיח את התחזוקה של סשן התקשורת, ומאפשר ליישומים לקיים אינטראקציה זה עם זה במשך זמן רב. השכבה שולטת ביצירת / סיום הפעלה, חילופי מידע, סנכרון משימות, קביעת הזכות להעברת נתונים ותחזוקת הפעלה בתקופות של חוסר פעילות של אפליקציות.

פרוטוקולי שכבת הפעלה: ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Password Authentication Protocol), PPTP, RPC, RTCP , SMPP, SCP (פרוטוקול בקרת הפעלה), ZIP (פרוטוקול מידע אזורי), SDP (פרוטוקול Sockets Direct) ..

שכבת תחבורה

שכבת תחבורה (אנגלית תַחְבּוּרָה שִׁכבָהמודל ) מיועד לספק העברת נתונים אמינה מהשולח למקבל. יחד עם זאת, רמת האמינות יכולה להשתנות מאוד. ישנם סוגים רבים של פרוטוקולי שכבת תעבורה, החל מפרוטוקולים המספקים רק פונקציות תעבורה בסיסיות (לדוגמה, פונקציות העברת נתונים ללא אישור קבלה), וכלה בפרוטוקולים המבטיחים מסירה של מספר מנות נתונים ברצף הנכון ליעד. , ריבוי זרמי נתונים מרובים, מספקים מנגנון בקרת זרימת נתונים ומבטיחים את תקפות הנתונים שהתקבלו. לדוגמה, UDP מוגבל לניטור שלמות הנתונים בתוך גרם נתונים בודד ואינו שולל את האפשרות של אובדן מנות או שכפול של מנות, שיבוש סדר קבלת מנות הנתונים; TCP מספק שידור נתונים רציף אמין, למעט אובדן נתונים או שיבוש סדר הגעתם או שכפולם, עלולים להפיץ נתונים מחדש, לשבור נתחים גדולים של נתונים ולהפך, להדביק את השברים לחבילה אחת.

פרוטוקולי שכבת תחבורה: ATP, CUDP, DCCP, FCP, IL, NBF, NCP, RTP, SCTP, SPX, SST, TCP (פרוטוקול בקרת שידור), UDP (פרוטוקול משתמש Datagram).

שכבת רשת

שכבת רשת (אנגלית רֶשֶׁת שִׁכבָה) של המודל נועד לקבוע את נתיב העברת הנתונים. אחראי על תרגום כתובות ושמות לוגיים לפיזיים, קביעת המסלולים הקצרים ביותר, מיתוג וניתוב, מעקב אחר בעיות ו"עומס" ברשת.

פרוטוקולי שכבת רשת מנתבים נתונים ממקור ליעד. התקנים (נתבים) הפועלים ברמה זו נקראים בדרך כלל התקני רמה שלישית (על פי מספר הרמה בדגם OSI).

פרוטוקולי שכבת רשת: IP / IPv4 / IPv6 (פרוטוקול אינטרנט), IPX, X.25, CLNP (פרוטוקול רשת ללא חיבור), IPsec (אבטחת פרוטוקול אינטרנט). פרוטוקולי ניתוב - RIP, OSPF.

שכבת קישור

שכבת קישור (eng. נתונים קישור שִׁכבָה) נועד להבטיח את האינטראקציה של רשתות בשכבה הפיזית ושליטה על שגיאות שעלולות להתרחש. הנתונים המתקבלים מהשכבה הפיזית, המוצגים בסיביות, הוא אורז לפריימים, בודק את תקינותם ובמידת הצורך מתקן שגיאות (יוצר בקשה חוזרת למסגרת פגומה) ושולח אותו לשכבת הרשת. שכבת הקישור יכולה לקיים אינטראקציה עם שכבה פיזית אחת או יותר, לשלוט ולנהל את האינטראקציה הזו.

מפרט IEEE 802 מחלק שכבה זו לשתי שכבות משנה: MAC (eng. כְּלֵי תִקְשׁוֹרֶת גִישָׁה לִשְׁלוֹט) שולט בגישה למדיה פיזית משותפת, LLC (eng. בקרת קישור לוגי) מספק שירות שכבת רשת.

מתגים, גשרים והתקנים אחרים פועלים ברמה זו. התקנים אלה משתמשים בכתובת שכבה 2 (לפי מספר שכבה בדגם OSI).

פרוטוקולי שכבת קישור - ARCnet, ATM Ethernet, מיתוג הגנה אוטומטי של Ethernet (EAPS), IEEE 802.2, IEEE 802.11 LAN אלחוטי, LocalTalk, (MPLS), פרוטוקול נקודה לנקודה (PPP), פרוטוקול נקודה לנקודה מעל Ethernet ( PPPoE) ), StarLan, טבעת אסימונים, זיהוי קישור חד כיווני (UDLD), x.25.

רובד פיזי

רובד פיזי (אנגלית גוּפָנִי שִׁכבָה) - הרמה התחתונה של המודל, הקובעת את שיטת העברת הנתונים המיוצגים בצורה בינארית ממכשיר אחד (מחשב) לאחר. הם מעבירים אותות חשמליים או אופטיים לאוויר כבל או רדיו ובהתאם מקבלים וממירים אותם לסיביות נתונים בהתאם לשיטות הקידוד של אותות דיגיטליים.

רכזות, משחזרי אותות וממירי מדיה פועלים גם הם ברמה זו.

פונקציות השכבה הפיזית מיושמות בכל המכשירים המחוברים לרשת. בצד המחשב, פונקציות השכבה הפיזית מבוצעות על ידי מתאם רשת או יציאה טורית. השכבה הפיזית כוללת את הממשקים הפיזיים, החשמליים והמכאניים בין שתי מערכות. השכבה הפיזית מגדירה סוגים כאלה של אמצעי העברת נתונים כמו סיבים אופטיים, זוג מעוות, כבל קואקסיאלי, ערוץ העברת נתונים לווייני וכו'. הסוגים הסטנדרטיים של ממשקי רשת הקשורים לשכבה הפיזית הם: V.35, RS-232, RS- מחברי 485, RJ-11, RJ-45, AUI ו-BNC.

פרוטוקולי שכבה פיזית: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIARS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET / SDH, 802.11Wi-Fi, Etherloop, ממשק רדיו GSMUm , ITU ו-ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn / G.9960.

משפחת TCP/IP

למשפחת TCP / IP יש שלושה פרוטוקולי תעבורה: TCP, התואם באופן מלא ל-OSI, המספק אימות של קליטת נתונים; UDP, התואם את שכבת התעבורה רק על ידי נוכחות של יציאה, המבטיח חילופי נתונים בין יישומים, שאינו מבטיח קבלת נתונים; ו-SCTP, שנועדו לטפל בחלק מהחסרונות של TCP, עם כמה תכונות חדשות שנוספו. (קיימים כמאתיים פרוטוקולים נוספים במשפחת ה-TCP/IP, המפורסם שבהם הוא פרוטוקול השירות ICMP, המשמש באופן פנימי לתמיכה בעבודה; השאר גם אינם פרוטוקולי תחבורה).

משפחת IPX / SPX

במשפחת ה-IPX / SPX מופיעות יציאות (הנקראות שקעים או שקעים) בפרוטוקול שכבת הרשת IPX, המאפשרות החלפת נתונים גרמים בין אפליקציות (מערכת ההפעלה שומרת לעצמה חלק מהשקעים). פרוטוקול SPX, בתורו, משלים את IPX עם כל שאר יכולות שכבת התעבורה בהתאמה מלאה ל-OSI.

עבור כתובת המארח, IPX משתמש במזהה שנוצר ממספר הרשת של ארבעה בתים (שמוקצים על ידי הנתבים) וכתובת ה-MAC של מתאם הרשת.

מודל TCP / IP (5 שכבות)

שכבת יישום (5) (שכבת יישום)או שכבת האפליקציה מספקת שירותים התומכים ישירות ביישומי משתמש, כגון תוכנות להעברת קבצים, תוכנת גישה לבסיס נתונים, מתקני דואר אלקטרוני, שירות רישום שרתים. רמה זו שולטת בכל שאר הרמות. לדוגמה, אם משתמש עובד עם גיליונות אלקטרוניים של אקסל ומחליט לשמור קובץ עבודה בספרייה שלו בשרת קבצים ברשת, אז שכבת האפליקציה מבטיחה להעביר את הקובץ ממחשב העבודה לכונן הרשת בשקיפות עבור המשתמש.

שכבת תחבורהמבטיח כי מנות נמסרות ללא שגיאות או אובדן, וברצף הנכון. כאן, הנתונים המועברים מחולקים לבלוקים, ממוקמים במנות, והנתונים המתקבלים משוחזרים מהמנות. משלוח מנות אפשרי גם עם הקמת חיבור (ערוץ וירטואלי) וגם בלי. שכבת התחבורה היא הקו הגבול והמקשר בין שלושת העליונות, הספציפיות מאוד ליישום, ושלוש התחתונות, הספציפיות מאוד לרשת.

שכבת רשת (3) (שכבת רשת)אחראי על הפנייה לחבילות ותרגום שמות לוגיים (כתובות לוגיות כגון כתובות IP או כתובות IPX) לכתובות MAC פיזיות ברשת (ולהיפך). באותה רמה נפתרת בעיית בחירת המסלול (נתיב), שלאורכו מועברת החבילה ליעדה (במידה ויש מספר מסלולים ברשת). התקני רשת ביניים מורכבים כגון נתבים פועלים בשכבת הרשת.

שכבת קישור נתונים או שכבת קישור נתוניםאחראי על יצירת מנות (פריים) מהתקן עבור סוג רשת נתון (Ethernet, Token-Ring, FDDI), כולל שדות הבקרה הראשוניים והסופיים. הוא גם שולט בגישה לרשת, מזהה שגיאות שידור על ידי ספירת סכומי ביקורת, ומשדר מחדש מנות שגויות למקלט. שכבת הקישור מחולקת לשתי שכבות משנה: LLC העליונה וה-MAC התחתונה. בשכבת קישור הנתונים פועלים התקני רשת ביניים כגון מתגים.

שכבה פיזית (1).- זוהי הרמה הנמוכה ביותר של המודל, אשר אחראי על קידוד המידע המועבר לרמות האות המתקבלות באמצעי השידור המשומש, ופענוח הפוך. זה גם מגדיר את הדרישות למחברים, מחברים, התאמה חשמלית, הארקה, חסינות רעשים וכו'. ברמה הפיזית, פועלים התקני רשת כגון משדרים, משדרים ורכזות חוזרים.