Функции уровней модели OSI

Рассмотрим подробнее функции уровней модели OSI

Прикладной уровень (Application Layer) обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя, например, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере. Этот уровень управляет всеми остальными шестью уровнями. Примеры прикладных протоколов: HTTP, POP3, SMTP, FTP, Telnet и др.

Представительский уровень (Presentation Layer) определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для сети. Здесь же производится шифрование и дешифрирование данных, а при необходимости – и их сжатие.

Стандартные форматы существуют для текстовых файлов (ASCII, EBCDIC, HTML), звуковых файлов (MIDI, MPEG, WAV), рисунков (JPEG, GIF, TIFF), видео (AVI) и т.д. Если данные передаются в виде двоичного кода, то преобразования формата не требуется. Примеры протоколов представительского уровня: AFP — Apple Filing Protocol, ICA — Independent Computing Architecture, LPP — Lightweight Presentation Protocol, NCP — NetWare Core Protocol, NDR — Network Data Representation, RDP — Remote Desktop Protocol, XDR — eXternal Data Representation, X.25 PAD — Packet Assembler/Disassembler Protocol.

Сеансовый уровень (Session Layer) управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). Этот уровень предусматривает три режима установки сеансов:

• симплексный (передача данных в одном направлении);
• полудуплексный (передача данных поочередно в двух направлениях);
• полнодуплексный (передача данных одновременно в двух направлениях).

Сеансовый уровень может также вставлять в поток данных специальные контрольные точки, которые позволяют контролировать процесс передачи при разрыве связи. Этот же уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.

Примеры протоколов сеансового уровня: ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol), ASP (AppleTalk Session Protocol), H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS (Интернет Storage Name Service), L2F (Layer 2 Forwarding Protocol), L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), NetBIOS (Network Basic Input Output System), PAP (Password Authentication Protocol), PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), RPC (Remote Procedure Call Protocol), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), SMPP (Short Message Peer-to-Peer), SCP (Secure Copy Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol).

Транспортный уровень (Transport Layer) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, а также в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных из пакетов. Доставка пакетов возможна как с установлением соединения (виртуального канала), так и без.

Примеры транспортных протоколов: ATP (AppleTalk Transaction Protocol), CUDP (Cyclic UDP), DCCP (Datagram Congestion Control Protocol), FCP (Fiber Channel Protocol), IL (IL Protocol), NBF (NetBIOS Frames protocol), NCP (NetWare Core Protocol), SCTP (Stream Control Transmission Protocol), SPX (Sequenced Packet Exchange), SST (Structured Stream Transport), TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Сетевой уровень (Network Layer) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен (логических адресов, например, IP-адресов или IPX-адресов) в физические сетевые MAC-адреса (и наоборот). На этом же уровне решается задача выбора маршрута (пути), по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов). На сетевом уровне действуют такие сложные промежуточные сетевые устройства, как маршрутизаторы.

Примеры сетевых протоколов: IP/IPv4/IPv6 (Интернет Protocol), IPX (Интернетwork Packet Exchange, протокол межсетевого обмена), X.25 (частично этот протокол реализован на втором уровне), CLNP (сетевой протокол без организации соединений), IPsec (Интернет Protocol Security), ICMP (Интернет Control Message Protocol), RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), ARP (Address Resolution Protocol).

Канальный уровень (Data link Layer) отвечает за формирование пакетов (кадров) стандартного для данной сети (Ethernet, Token-Ring, FDDI) вида, включая начальное и конечное управляющие поля. Здесь же производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи путем подсчета контрольных сумм, и производится повторная пересылка приемнику ошибочных пакетов. Канальный уровень делится на два подуровня, как проиллюстрировано на рис. 4.

Верхний подуровень LLC (Logical Link Control) осуществляет управление логической связью, то есть устанавливает виртуальный канал связи. Подуровень LLC отвечает за взаимодействие с уровнем 3 (сетевым).
Нижний подуровень MAC (Media Access Control) обеспечивает непосредственный доступ к среде передачи информации (каналу связи). Он напрямую связан с аппаратурой сети. Именно на подуровне MAC осуществляется взаимодействие с физическим уровнем. Здесь производится контроль состояния сети, повторная передача пакетов заданное число раз при коллизиях, прием пакетов и проверка правильности передачи.

На канальном уровне работают такие промежуточные сетевые устройства,  как коммутаторы.

Примеры канальных протоколов: ARCnet, ATM, Cisco Discovery Protocol (CDP), Controller Area Network (CAN), Ethernet, Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (provides LLC functions to IEEE 802 MAC layers), Link Access Procedures, D channel (LAPD), IEEE 802.11 wireless LAN, LocalTalk, Multiprotocol Label Switching (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Serial Line Интернет Protocol (SLIP), StarLan, Spanning tree protocol, Token ring, Unidirectional Link Detection (UDLD), Х.25.

Физический уровень (Physical Layer) – это самый нижний уровень модели, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в используемой среде передачи, и обратное декодирование. На физическом уровне работают такие сетевые устройства, как трансиверы, репитеры и репитерные концентраторы.

Большинство функций двух нижних уровней модели (физического и канального) обычно реализуются аппаратно (часть функций канального уровня – программным драйвером сетевого адаптера). Именно на этих уровнях определяется скорость передачи и топология сети, метод управления обменом и формат пакета, то есть то, что имеет непосредственное отношение к типу сети, например, Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Примеры протоколов физического уровня: USB, Firewire, IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, Ethernet (включая 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX и другие), DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, GSM