Лекция №1 Тема: Содержание, предмет и метод «Коммуникация данных»

Пакет
7
го
 уровня
Заг 7
Данные
Кон 7
Данные 6
го
 уровня
Пакет
6
го
 уровня
Кон 6
Заг 6
Данные 5
го
 уровня
Пакет
5
го
 уровня
Заг 5
Кон 5
Кон 7
Заг 7
Данные 4
го
 уровня
Пакет
4
го
 уровня
Заг 4
Кон 4
Данные 3
го
 уровня
Пакет
3
го
 уровня
Кон 3
Данные 2
го
 уровня
Пакет
2
го 
уровня
Кон 2
Данные 1
го
 уровня
Пакет
1
го
 уровня
 7
го
 уровня
Заг 6
Заг 5
Заг 7
Кон 6 Кон 5
Кон 7
Кон 4
Кон 6 Кон 5
Кон 7
Кон 3
Кон 4
Кон 6 Кон 5
Кон 7
Заг 4
Заг 6
Заг 5
Заг 7
Заг 3
Заг 4
Заг 6
Заг 5
Заг 7
Заг 3
Заг 2
Заг 4
Заг 6
Заг 5
Заг 7
Заг 3
Заг 2
Кон 2
Кон 3
Кон 4
Кон 6 Кон 5
Кон 7
Заг 1
Кон 1
Рис. 4.2 Формирование пакета каждого уровня семиуровневой модели 

---

82 
Каждый уровень модели выполняет свою функцию. Чем выше уровень, 
тем более сложную задачу он решает. 
Каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, 
запрашивая в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня. Верхние уровни 
запрашивают сервис почти одинаково: как правило, это требование 
маршрутизации каких-то данных из одной сети в другую. Практическая 
реализация принципов адресации данных возложена на нижние уровни. 
Рассматриваемая модель определяет взаимодействие открытых систем 
разных производителей в одной сети. Поэтому она выполняет для них 
координирующие действия по: 
взаимодействию прикладных процессов; 
формам представления данных;
единообразному хранению данных;
управлению сетевыми ресурсами;
безопасности данных и защите информации;
диагностике программ и технических средств.
Уровень1:Физический уровень.Физический уровень отвечает за передачу 
и прием неструктурированных исходных данных между устройством и 
физической средой передачи . Он преобразует цифровые биты в электрическое, 
радио или оптические сигналы. Характеристики уровня определяют такие 
характеристики, как уровни напряжения, сроков изменения напряжения, 
физические скорости передачи данных, максимальное расстояние передачи, 
схемы модуляции, метода доступа к каналу и физических разъемов. Это 
включает в себя расположение штифтов , напряжения , линии импеданса , 
спецификации кабеля, синхронизации сигнала и частоты для беспроводных 
устройств. Управление скоростью бит выполняется на физическом уровне , и 
может определять режим передачи , как симплекс , полудуплекс и полный 
дуплекс . Компоненты физического уровня могут быть описаны в 
терминах топологии сети . Спецификации физического уровня включены в 
спецификации для вездесущего Bluetooth , Ethernet и USB стандартов. Пример 
менее известной спецификации физического уровня будет для CAN стандарта. 
Уровень2:Data Link Layer.Канальный уровень обеспечивает узел-узел 
передачу данных -a связь между двумя непосредственно связанными узлами. Он 
обнаруживает и , возможно , исправляет ошибки , которые могут возникнуть на 
физическом уровне. Он определяет протокол для установления и прекратить 
соединение между двумя физически подключенными устройствами. Он также 
определяет протокол для управления потоком между ними. 
IEEE 802 делит канального уровня на два подуровня: 

Управление доступом к среде (MAC) - отвечает за контроль , как 
устройства в сети получают доступ к среде и разрешения на передаваемые 
данные. 

Управление логическим каналом (LLC) , слой - отвечает за 
определение и инкапсуляции протоколов сетевого уровня, и проверка 
управления ошибок и синхронизации кадров. 

---

83 
Слои MAC и LLC по стандарту IEEE 802 сети , такие 
как 802.3 Ethernet , 802.11 Wi-Fi , 
а 
также 802.15.4 ZigBee работают 
на 
канальном уровне данных. 
Точка-Point Protocol (PPP) представляет собой протокол канального 
уровня , который может работать в течение нескольких различных физических 
слоев, такие как синхронные и асинхронные последовательные линии. 
МСЭ-Т G.hn стандарт, который обеспечивает 
высокую скорость 
локальных сетей через существующие провода (линии электропередач, 
телефонные линии и коаксиальные кабели), включает в себя полный канала 
передачи данных , что обеспечивает как исправление ошибок и управление 
потоком с помощью Selective -REPEAT протокол скользящего окна . 
Уровень 
3: 
Сетевой 
уровень.Сетевой 
уровень обеспечивает 
функциональные 
и 
процедурные 
средства 
передачи 
переменной 
длиной данных последовательностей ( так называемые пакеты ) от одного узла к 
другому соединен в «разных сетях». Сеть представляет собой среду , в которой 
может быть подключено множество узлов, на котором каждый узел 
имеет адрес и который разрешает узлы , подключенные к нему на сообщения 
передачи к другим узлам , подключенных к нему, просто предоставляя 
содержание сообщения и адрес назначения узел и позволяя сеть найти способ 
доставки сообщения к узлу назначения, возможно , маршрутизации через 
промежуточные узлы. Если сообщение слишком велико , чтобы быть переданы 
от одного узла к другому на уровне канала передачи данных между этими 
узлами, сеть может реализовывать доставку сообщений путем разделения 
сообщение на несколько фрагментов в одном узле, посылая фрагменты 
независимо друг от друга, и повторной сборки фрагментов в другой узел. Это 
может быть, но не обязательно, ошибки доставки отчетов. 
доставка сообщений на сетевом уровне не обязательно гарантированно 
надежны; протокол сетевого уровня может обеспечить надежную доставку 
сообщений, но это не обязательно делать это. 
Ряд протоколов уровня-управление, функция , определенная в приложении 
управления , ISO 7498/4, относятся к сетевому уровню. Они включают в себя 
протоколы маршрутизации, управление группами мультивещания, информацию 
сетевого уровня и ошибок, а также на сетевом уровне назначение адресов. Это 
зависит от полезной нагрузки , что делает эти относятся к сетевому уровню, а не 
протокол , который несет их. 
Уровень 4: Транспортный уровень. Транспортный уровень обеспечивает 
функциональные и процедурные средства передачи последовательностей 
данных переменной длиной от источника к узлу назначения, при сохранении 
качества сервисных функций. 
Транспортный уровень контролирует надежность данной линии связи 
через управление потоком, сегментации / desegmentation и контроль ошибок. 
Некоторые протоколы state- и ориентированный на соединение. Это означает , 
что транспортный уровень может отслеживать сегменты и ретранслировать те , 
которые не в состоянии доставки. Транспортный уровень также обеспечивает 
подтверждение успешной передачи данных и посылает следующую 

---

84 
информацию, если не произошло никаких ошибок. Транспортный уровень 
создает сегменты из сообщения, принятого от прикладного уровня. Сегментация 
представляет собой процесс деления длинного сообщения в меньшие сообщения. 
OSI определяет пять классов транспортных протоколов соединения 
режима в пределах от класса 0 (который также известен как TP0 и обеспечивает 
наименьшее количество функций) до класса 4 (TP4, предназначенных для менее 
надежных сетей, аналогичных сети Интернет). Класс-не содержит исправления 
ошибок и был разработан для использования на сетевых уровнях, которые 
обеспечивают соединение без ошибок. Класс 4 находится ближе всего к TCP, 
хотя TCP содержит функции, такие как изящным закрытия, которая присваивает 
OSI 
на уровне сеанса. Кроме того, все соединения режим OSI 
TP протокол классы обеспечивают ускорено данные и сохранение записей 
границ. Подробные характеристики классов TP0-4 приведены в следующей 
таблице: 
имя функции 
TP0 
ТР1 
ТР2 
ТР3 
ТР4 
Ориентированный 
на 
соединение сети 
да 
да 
да 
да 
да 
Connectionless сеть 
Нет 
нет 
нет 
нет 
да 
Конкатенация и разделение Нет 
да 
да 
да 
да 
Сегментация и повторная 
сборка 
да 
да 
да 
да 
да 
Исправление ошибок 
Нет 
да 
да 
да 
да 
Возобновить соединение 
Нет 
да 
нет 
да 
нет 
Мультиплексирование / 
демультиплексирования 
по 
одной виртуальной 
цепи 
Нет 
нет 
да 
да 
да 
Контроль потока Явного 
Нет 
нет 
да 
да 
да 
Ретрансляция на тайм-аут 
Нет 
нет 
нет 
нет 
да 
Надежное 
транспортное 
обслуживание 
Нет 
да 
нет 
да 
да 
Если чрезмерное количество блоков PDU являются неподтвержденными. 
Самый простой способ визуализировать транспортный уровень, чтобы 
сравнить его с почтовым отделением, которое послало занимается отправкой и 
классификации почты и посылок. Почтовое отделение проверяет только 
внешнюю оболочку почты , чтобы определить его доставку. Высшие слои могут 
иметь эквивалент двойных конвертов, например, криптографические службы 
представления , которые могут быть прочитаны только адресатом. Грубо 
говоря, протоколы туннелирования работают на транспортном уровне, 

---

85 
например, 
проведение 
не-IP 
протоколы, 
такие 
как IBM «с СНС или Novell »  IPX по сети IP, или от конца до конца шифрования 
с помощью IPsec . В то время как Generic Routing Encapsulation (GRE) может 
показаться, что это протокол сетевого уровня, если происходит инкапсуляция 
полезной нагрузки только в конечной точке, то GRE становится ближе к 
транспортному протоколу, который использует заголовки IP , но содержит 
полный Layer 2 кадра или Layer 3 пакеты для доставки в конечную 
точку. L2TP осуществляет PPP кадров внутри транспортных сегментов. 
Хотя это и не разработаны в соответствии с эталонной модели OSI , а не 
строго в соответствии с определением OSI транспортного слоя, протокол 
управления передачей (TCP) и протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) из 
набора протоколов Интернет обычно классифицируются как слой-4 протоколов 
в пределах OSI. 
Уровень 5: Сеансовый уровень.Слой сеанса контролирует диалоги 
(соединения) между компьютерами. Он устанавливает, управляет и завершает 
соединения 
между 
локальным 
и 
удаленным 
приложением. 
Она 
обеспечивает полный дуплекс, полу-дуплекс или симплексном операции, и 
устанавливает порядок контрольной точки , приостановления, перезапуска и 
завершения сеанса. В модели OSI, этот уровень отвечает за грациозно закрытия 
сессии, которая обрабатывается в протоколе управления передачей на 
транспортном уровне в Internet Protocol Suite. Этот уровень также отвечает за 
сессии контрольных точек и восстановления, который обычно не используется в 
Internet Protocol Suite. Сеансовый уровень обычно реализуются явно в средах 
приложений которые используют удаленные вызовы процедур . 
Уровень 6: Уровень представления.Слой представления устанавливает 
контекст между объектами прикладного уровня, в котором объекты прикладного 
уровня могут использовать другой синтаксис и семантику , если услуга 
презентации обеспечивает отображение между ними. Если отображение 
доступно, протокольные блоки данных представлений инкапсулируются в блоки 
данных протокола сессии и передаются в стек протоколы . 
Этот слой обеспечивает независимость от представления данных путем 
перевода между приложениями и сетевыми форматами. Слой представления 
преобразует данные в форму, что приложение принимает. Этот слой форматы 
данных для передачи по сети. Это иногда называют синтаксис слоя. Слой 
представления может включать в себя функцию сжатия. Уровень представления 
согласовывает Transfer синтаксиса. 
Оригинальная структура презентации использованы основные правила 
кодирования из абстрактного синтаксиса Notation One (ASN.1), с такими 
возможностями, 
как 
преобразование 
в EBCDIC -coded 
текстового файла с ASCII -coded 
файла 
или сериализацией из объектов и 
других структур данных из и в XML , ASN.1 фактически делает инвариант 
протокола приложений с точки зрения синтаксиса. 
Слой 7: Уровень приложений. Прикладного уровня представляет собой 
слой ИОО ближе к конечному пользователю, что означает , как прикладной 
уровень OSI и пользователю взаимодействовать непосредственно с 

---

86 
программным приложением. Этот слой взаимодействует с программными 
приложениями , которые реализуют сообщающийся компонент. Такие 
прикладные программы выходят за рамки модели OSI. Функции прикладного 
уровня , как правило , включают в себя идентификацию партнеров связи, 
определение доступности ресурсов и синхронизации связи. При определении 
партнеров связи, прикладной уровень определяет идентичность и доступность 
коммуникационных партнеров для приложения с данными для передачи. 
Наиболее важное различие в уровне приложений является различием между 
приложением-объектом и приложением. Например, веб - сайт оговорки может 
иметь два приложение-сущность: один с использованием HTTP для 
взаимодействия с пользователями, и один для протокола удаленной базы данных 
для регистрации оговорок. Ни один из этих протоколов не имеет ничего общего 
с оговорками. Эта логика в самом приложении. Прикладной уровень не имеет 
средств , чтобы определить наличие ресурсов в сети. 
На рис. 4.3 приведено краткое описание функций всех уровней.