Александр Ватаманюк - Создание и обслуживание сетей в Windows 7

На транспортном уровне предусмотрено пять классов сервиса с различными уровнями надежности. Они различаются скоростью, возможностями восстановления данных и т. п. Например, некоторые классы работают без предварительной установки связи и не гарантируют доставку пакетов в правильной их последовательности. В этом случае за выбор маршрута отвечают промежуточные устройства, которые попадаются на пути следования данных. Классы с установкой связи начинают свою работу с установки маршрута и только после того, как маршрут будет определен, начинают последовательную передачу данных.

Благодаря такому подходу всегда можно найти компромисс между скоростью и качеством доставки данных.

Сеансовый уровень (Session Layer) используется для создания и управления сеансом связи на время, необходимое для передачи данных. Время сеанса зависит лишь от объема информации, которая должна быть передана. Поскольку этот объем может быть существенным, используются разные механизмы, позволяющие контролировать данный процесс.

Для управления сеансом применяется маркер, обладатель которого гарантирует себе право на связь. Кроме того, используются служебные сообщения, с помощью которых, например, стороны могут договариваться о способе передачи данных или сообщать о завершении передачи данных и освобождении маркера.

Чтобы передача данных была успешной, создаются специальные контрольные точки, которые позволяют начать повторную передачу данных практически с того места, на котором произошел непредвиденный обрыв связи. В данном случае работают также механизмы синхронизации данных, определяются права на передачу данных, поддерживается связь в периоды неактивности и т. п.

Уровень представления данных, или представительский уровень (Representation Layer), является своего рода проходным уровнем, основная задача которого – кодирование и декодирование информации в представление, понятное вышестоящему и нижестоящему уровню. С его помощью обеспечивается совместимость компьютерных систем, использующих разные способы представления данных.

Этот уровень удобен тем, что именно на этом этапе выгодно использовать разные алгоритмы сжатия и шифрования данных, преобразование форматов данных, обрабатывать структуры данных, преобразовывать их в битовые потоки и т. д.

Прикладной уровень (Application Layer) – последний «бастион» между пользователем и сетью. Он поддерживает связь пользовательских приложений, то есть программ, с сетевыми сервисами и службами на всех уровнях модели ISO/OSI, обеспечивает передачу служебной информации, синхронизирует взаимодействие прикладных процессов и т. д.

В предыдущей главе мы познакомились с эталонной моделью, описывающей принцип и правила подготовки, приема и передачи данных через любой канал связи. Каждый из ее семи уровней для выполнения своих функций в подготовке или обработке данных использует стандартные процедуры межуровневого обмена информацией и протоколы передачи данных. Поэтому получается, что модель ISO/OSI является теоретической основой функционирования сети, а сетевые протоколы – это то, что превращает теорию в практику.

Протокол передачи данных – это набор правил и соглашений, которые описывают способ передачи данных между объектами в сети.

Для обслуживания модели взаимодействия открытых систем используется достаточно большое количество сетевых протоколов. Многие из них специфичны и часто выполняют только одно конкретное действие, но делают это быстро и, самое главное, правильно. Существуют также более продвинутые и функциональные протоколы, которые могут совершать определенные действия, выполняя работу сразу нескольких уровней модели. Есть даже целые семейства (стеки) протоколов, которые являются составной частью протоколов с общим названием, например стеки протоколов TCP/IP или IPX/SPX.

ПРИМЕЧАНИЕ

Модель ISO/OSI разрабатывалась тогда, когда уже были разработаны многие протоколы, в частности TCP/IP. Ее главной задачей была стандартизация работы сетей. Однако, когда модель была принята окончательно, оказалось, что она имеет много недостатков. В частности, самым слабым звеном модели стал транспортный уровень. По этой причине существует достаточно много протоколов, которые выполняют работу сразу несколькихуровней, что противоречит самой модели открытых систем.

Различают низкоуровневые и высокоуровневые протоколы.

Низкоуровневые работают на самых нижних уровнях модели ISO/OSI и, как правило, имеют аппаратную реализацию, что позволяет использовать их в таких сетевых устройствах, как концентраторы, мосты, коммутаторы и т. д.

Высокоуровневые протоколы работают на верхних уровнях модели ISO/OSI и обычно реализуются программным путем. Это позволяет создавать любое количество протоколов разного применения, делая их настолько гибкими, как того требует современная ситуация.

В табл. 6.1 приведены названия некоторых популярных протоколов и их положение в модели взаимодействия открытых систем.

Таблица 6.1. Популярные протоколы модели ISO/OSI

Как вы уже могли заметить, количество протоколов, обслуживающих модель взаимодействия открытых систем, достаточно велико. Принцип работы части этих протоколов, особенно низкоуровневых, не представляет особого интереса. Но принцип работы и возможности некоторых протоколов, с работой которых приходится сталкиваться каждый день (таких как TCP/IP, UDP, POP3 и т. д.), все же стоит знать.

Выше уже упоминалось, что за организацию работы всех уровней модели ISO/OSI часто отвечают стеки протоколов. Плюсом их использования является то, что все протоколы, входящие в стек, разработаны одним производителем, а значит, они способны работать максимально быстро и эффективно.

За время существования сетей было разработано несколько таких стеков протоколов, среди которых наиболее популярными являются TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, Novell NetWare, DECnet и др.

В состав стеков включены протоколы, работающие на разных уровнях модели ISO/OSI, однако обычно выделяют только три типа протоколов: транспортный, сетевой и прикладной.

Преимущество использования стеков протоколов заключается в том, что протоколы, работающие на нижних уровнях, применяют стандартные и давно отлаженные сетевые протоколы, такие как Ethernet, FDDI и т. д. Эти протоколы аппаратно реализованы, поэтому возможно использовать одно и то же оборудование для разных типов сетей и тем самым достигать их совместимости на аппаратном уровне. Что касается высокоуровневых протоколов, то каждый из стеков имеет свои преимущества и недостатки. Часто случается и так, что нет жесткой привязки «один протокол – один уровень», то есть один протокол может работать сразу на двух-трех уровнях.