Функции уровней модели OSI в сетевых технологиях

Функции уровней

• Прикладной уровень (7) (Application Layer) представляет собой слой, который предоставляет услуги, прямо поддерживающие приложения пользователя, такие как программы для передачи файлов, доступ к базам данных, электронная почта и серверные сервисы. Настоящий уровень руководит всеми другими шестью. Например, когда пользователь работает с Excel и сохраняет файл на сетевом файл-сервере, прикладной уровень отвечает за бесперебойную транспортировку файла с рабочего компьютера на сетевой диск.
• Представительский уровень (6) (Presentation Layer) занимается определением и преобразованием форматов данных, обеспечивая удобный для сети синтаксис, выполняя роль переводчика. Здесь же происходит шифрование и дешифрование данных, а также их сжатие при необходимости. Существуют стандарты форматов для текстов (ASCII, EBCDIC, HTML), звуков (MIDI, MPEG, WAV), изображений (JPEG, GIF, TIFF), включая видео (AVI). Изменение форматов осуществляются на представительском уровне, в случае когда данные передаются в двоичном коде, то преобразования не требуются.
• Сеансовый уровень (5) (Session Layer) управляет процессом сеансов связи, в значении устанавливает, обеспечивает жизнеспособность и завершает соединения. Уровень поддерживает три режима: симплексный (передача только в одном направлении), полудуплексный (поочередная передача в двух направлениях) и полнодуплексный (одновременная передача в обоих направлениях). Сеансовый уровень также может добавлять контрольные точки в поток данных, что позволяет контролировать передачу в случае разрыва связи, а также распознавать логические имена абонентов и управлять их правами доступа.

• Транспортный уровень (4) (Transport Layer) гарантирует доставку пакетов с исправными данными и в нужном порядке. На текущем этапе осуществляется разделение передаваемых данных на блоки и помещается их восстановление из пакетов. Доставка осуществляется как с фактом процесса соединения (виртуального канала), так и без. Этот уровень связывает верхние три уровня, зависящие от приложений, с последующими тремя уровнями, которые более привязаны к конкретным сетям.
• Сетевой уровень (3) (Network Layer) ответственный за адресацию пакетов и преобразование логических имен (например, IP-адресов) в физические сетевые MAC-адреса и наоборот. Тут же определяется решение задачи выбора пути для доставки пакета (в случае наличия нескольких вариантов). На этом уровне функционируют сложные сетевые устройства, такие как маршрутизаторы.
• Канальный уровень (2) или уровень управления линией передачи (Data Link Layer) имеет обязательства перед формированием пакетов (кадров) в соответствии со стандартами заданной сети (Ethernet, Token-Ring, FDDI), включая управляющие поля в начале и в конце. Он также управляет доступом к сети, обнаруживает ошибки передачи, определяя контрольные суммы, и повторно пересылает ошибочные пакеты. Канальный уровень включает в себя два подуровня: верхний LLC и нижний MAC. На этом уровне работают сетевые устройства, такие как коммутаторы.
• Физический уровень (1) (Physical Layer) является самым нижним уровнем модели, отвечающим за кодирование передаваемой информации в форму сигналов, применяемую в среде передачи, и противоположное декодирование. В настоящем уровне в том числе определяются стандарты на соединители, разъемы, электрические параметры, заземление и защита от помех. На физическом уровне действуют такие устройства, как трансиверы, репитеры и концентраторы.

Реализация

Подавляющая часть функций двух нижних уровней (1 и 2) реализуются в основном аппаратно (некоторые функции уровня 2 могут выполняться программным драйвером сетевого адаптера). Как раз на данных уровнях определяются скорость передачи и топология сети, методы управления обменом данными и формат пакета, относящийся к определенному типу сети (например, Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN). Высшие уровни, как правило, не взаимодействуют прямо с аппаратным обеспечением, несмотря на то, что уровни 3, 4 и 5 способны принимать его особенности. А вот уровни 6 - 7 не зависят от аппаратуры и не фиксируют замены оборудования.

Как упоминалось ранее, на уровне 2 (канальном) принято выделять два подуровня (sublayers) – LLC и MAC:

Верхний подуровень (LLC – Logical Link Control) управляет логической связью, устанавливая виртуальный канал. Эти функции не привязаны к конкретному типу сети, однако, часть направлений завязана на сетевое оборудование (сетевой адаптер). Другие функции подуровня LLC выполняет драйвер сетевого адаптера, и он несет ответственность за взаимодействие с уровнем 3 (сетевым).

Нижний подуровень (MAC – Media Access Control) обеспечивает доступ к среде передачи данных. Он непосредственно связан с аппаратным обеспечением сети, взаимодействуя с физическим уровнем. На этом подуровне контролируется состояние сети, вторичная передача пакетов при коллизиях и прием пакетов с проверкой корректности их передачи.