Модель OSI (CCNA1 2.4.1.1 – 2.4.2.1) – ЧАСТЬ 2

Далее, мы знаем, что естественный язык обладает избыточностью: небольшие (а часто и значительные) искажения информации не мешают ее правильному пониманию, так, например, каждый из нас наверняка когда-то разговаривал с человеком, имеющим какие-то дефекты речи – заикание или картавость, но это не мешало собеседникам правильно понять друг друга. Возможно, если эти искажения были слишком сильными, иногда приходилось повторять сообщение не один раз. При сетевом обмене данными подобная ситуация невозможна без дополнительных мер – поскольку обмен данными в виде последовательности бит не обеспечивает избыточности автоматически, порции данных необходимо снабжать какой-то дополнительной информацией, позволяющей убедиться в правильности принятых данных.

В естественных языках, в случае использования родного языка, также нет необходимости в каком-то особом выделении отдельных слов в предложениях, вы вычленяете отдельные слова автоматически, благодаря выработавшейся с детства привычке. Но представьте себе, что вы слышите быструю речь на незнакомом или плохо знакомом вам иностранном языке. В этом случае вы сможете различить отдельные слова,  только если говорящий намеренно будет выделять их интонацией или паузами. Точно так же, в предложении незнакомой вам иностранной речи, даже записанной известным алфавитом, вы сможете распознать отдельные слова, только если они разделены пробелами. Аналогичная ситуация и в обмене данными по сети – ни один бит, начинающий или заканчивающий блок данных, невозможно отличить от бита данных, находящегося внутри этого блока, а значит, если не предпринять специальных мер, правильно интерпретировать принятые биты данных будет невозможно.

Решение  всех  вышеперечисленных  задач  возложено  на  канальный  уровень  (CCNA1

7.x.x.x).

Канальный уровень обеспечивает выполнение множества функций. К ним относятся способ получения доступа к разделяемой линии связи, оформление потока байт в блоки данных для передачи,  адресацию  в  линии  связи,  проверку  целостности  данных,  путем  снабжения  блока данных дополнительной информацией и еще ряд важных функций, которые обязательно будут подробно рассмотрены в дальнейшем.

Согласно стандарту ITU-T, канальный уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства для передачи блоков данных канального уровня между сущностями (объектами) сетевого уровня как в режиме без установления соединения (дейтаграммном), так и в режиме с установлением соединения, в котором он реализует функции установления, обслуживания и разрыва соединений. При этом соединение канального уровня может быть реализовано с использованием как одного, так и нескольких физических соединений. («The Data Link Layer provides functional and procedural means for connectionless-mode among network-entities, and for connection-mode for the establishment, maintenance, and release data-link-connections among network- entities and for the transfer of data-link-service-data-units. A data-link-connection is built upon one or several physical-connections»)

Теперь  мы  можем  прийти  к  предварительному  выводу:  создание  работающей  сети возможно с использованием первых двух уровней модели, канального и физического.

Но для такой сети будет существовать ряд ограничений. Так, например, с использованием только  этих  уровней  невозможно  создать  сеть  произвольного  или  даже  просто  большого

масштаба: возвращаясь к примеру с беседой людей в большой компании, представьте беседу нескольких десятков тысяч человек с использованием любого из известных вам способов доступа. Кроме того, вспомните, что аппаратные адреса являются плоскими, неструктурированными, и представьте себе задачу поиска получателя в этой толпе по его, например, ИНН или номеру паспорта, которые также являются примерами неструктурированных адресов.

Другими словами, с использованием двух нижних уровней возможно обеспечить функционирование только небольших, ограниченных по размеру сетей, и для больших сетей, а тем более для сетей произвольного размера необходимо функционирование верхних уровней модели OSI.

Сетевой уровень (CCNA1 5.x.x.x) позволяет объединить небольшие сети, построенные с использованием только физического и канального уровня в сложную составную сеть произвольного масштаба.

Адреса сетевого уровня в отличие от аппаратных адресов являются структурированными иерархическими адресами. Это свойство сетевых адресов позволяет адресовать не отдельные хосты, а объекты, являющиеся объединением множества хостов – сети.

Работу сетевого уровня можно проиллюстрировать на примере обычной почтовой службы, доставляющей получателям посылки, письма, открытки и телеграммы. Давайте вспомним, как выглядит почтовый адрес. Его составляющими являются: название страны – город – улица – дом – квартира – имя получателя. То есть, ясно прослеживается структура и иерархия. Каждому почтальону, осуществляющему доставку, вовсе нет необходимости представлять полный маршрут следования корреспонденции к получателю, так как на каждом уровне иерархии достаточно знать просто следующий пункт назначения письма. Для доставки письма из США на Украину возможна следующая процедура: работники почтовой службы определяют, транспортное средство, следующее на Украину, и помещают туда письмо. В процессе доставки письмо может сменить несколько транспортных средств – автомобиль, самолет, железнодорожный вагон. Эта смена транспортных средств хорошо иллюстрирует возможность использования различных технологий канального уровня (автомобиль-самолет-вагон) при доставке информации в составной сети, при том, что «сетевой адрес» получателя остается неизменным. По прибытию на Украину письма сортируются,  и  наше  письмо  помещают  в  транспортное  средство,  следующее  в  Донецк.  В донецком главпочтамте письмо будет помещено в багаж, который следует передать в соответствующее почтовое отделение, обслуживающее нужную улицу. И почтальон этого отделения доставит письмо на проспект Мира, 8, 5-й этаж – в филиал нашей академии.

Таким  образом,  мы  определили  функции  сетевого  уровня  в  сложной  составной  сети  –

адресация и маршрутизация (определение маршрута следования блока данных).

По определению ITU-T, сетевой уровень обеспечивает процедурные и функциональные средства  для  передачи  данных  между  сущностями  (объектами)  транспортного  уровня  как  в режиме без установления соединения, так и в режиме с установлением соединения, обеспечивая таким образом независимость сущностей транспортного уровня от способов и условий маршрутизации и доставки данных. («The Network Layer provides the functional and procedural means for connectionless-mode or connection mode transmission among transport-entities and, therefore, provides  to  the  transport-entities independence of  routing  and  relay  considerations»). Кроме  того, сетевой уровень обеспечивает средства для установления, обслуживания и разрыва сетевых соединений между открытыми системами, включающими сущности уровня приложений, и функциональные и процедурные средства для обмена блоками данных сетевого уровня между сущностями  транспортного  уровня  через  соединения  сетевого  уровня.  («The  Network  Layer provides the means to establish, maintain, and terminate network-connections between open systems containing communicating application-entities and the functional and procedural means to exchange network-service-data-units between transport-entities over network-connections»)

Три  вышеописанных  уровня  –  физический,  канальный  и  сетевой  классифицируют  как

«сетезависимые», поскольку именно эти три уровня обеспечивают работу сети и передачу данных.

Итак, теперь мы с вами видим, что для построения сети произвольного масштаба необходимо использовать три нижних уровня модели OSI – физический, канальный и сетевой. Зададимся вопросом – а ДОСТАТОЧНО ли использования только этих трех уровней для построения эффективно функционирующей сети? Если мы обратим внимание на то, что сеть произвольного масштаба может содержать произвольное число компонент (это число не является бесконечным, но на практике может быть действительно очень большим), и вспомним о том, что чем большее число составляющих содержит система, то тем больше вероятность выхода из строя какого либо ее компонента, то поймем, что без дополнительных средств обеспечения надежности в большой сети нам не обойтись. В самом деле, ведь достаточно выйти из строя какому-либо сетевому устройству, либо одному из физических каналов связи, как сразу же возникает вероятность потери данных.

Для того чтобы бороться с последствиями потери данных при передаче, обеспечивать надежную доставку данных и был введен в модель транспортный уровень (CCNA1 4.x.x.x).

Понятно, что никакой гарантии сохранности какого-либо блока данных по пути следования просто не может быть – случившаяся неисправность либо авария приведут к потере тех данных, которые в это время пересекали поврежденный компонент сети. Но это не является катастрофой: ведь данные на самом деле не пропали, и отправитель может повторять их отправку до тех пор, пока данные не попадут к получателю. Вот здесь и возникает вопрос – каким образом отправитель узнает о том, что данные пришли к получателю? Ведь бессмысленно повторять передачу данных бесконечно! Опять обратимся к привычной аналогии – службе доставки корреспонденции. Если мы представим, что нам необходимо, чтобы крайне важная информация была доставлена письмом абоненту в глухой угол, в котором отсутствует какая-либо связь, кроме почтовой, то у нас будет единственный способ убедиться в том, что письмо не затерялось по дороге – воспользоваться доставкой с уведомлением о вручении. Уведомление представляет собой открытку, прикрепляющуюся к письму, в которой получатель должен расписаться при получении письма и отправить   обратно   нам   –   отправителю,   с   помощью   той   же   почтовой   службы.   Получив уведомление с подписью нашего получателя, мы убеждаемся, что наше письмо было доставлено благополучно.

Автора: © Виталий Бочаров, Владимир Недеркин, Александр Трофимов

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100