· Уровень 1 (физический) определяет физическую среду, используемую для передачи данных по локальной сети. На этом уровне описываются физические среды (например, волоконно‑оптический кабель, витая пара и коаксиальный кабель), используемые для соединения между собой различных компонентов сети. Физический уровень осуществляет передачу неструктурированного потока би­тов по физической среде от одного ПК к другому. Здесь реализуются электрический, оптический, механический и функцио­нальные интерфейсы с кабелем. Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят дан­ные, поступающие от всех вышестоящих уровней. На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с платой сетевого адаптера, в частности, количество контактов и разъемов и их функции. Содержание са­мих битов на данном уровне значения не имеет. Этот уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию битов, гарантируя, что переданная единица будет воспринята как единица, а не как нуль. Наконец, Физический уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода бита в соответствующие электрические или оптические импульсы;

· Уровень 2 (канальный) осуществляет передачу кадров (frames) данных от Сетевого уровня к Фи­зическому. Кадры – это логически организованная структура, в которую можно помещать дан­ные. Идентификаторы – это адреса ПК отправителя и получателя. Управляющая информация использу­ется для маршрутизации, а также указывает на тип пакета и сегментацию. CRC – это сведения для выявления ошибок. Канальный уровень обеспечивает точность передачи кадров между ПК через Физический уровень. Это позволяет Сетевому уровню считать передачу данных по сетевому соединению практически безошибочной. На этом уровне определяются методы получения доступа к сети и передачи пакетов данных от од­ного устройства к другому (например, с помощью маркеров и кодов обнаружения ошибок). На этом уровне выполняется повторная передача пакетов данных, которые не дошли до пункта назначения. На этом уровне обеспечивается работа платы сетевого адаптера;

Рис. 2.2. Пример приема/передачи данных в модели OSI

Рис. 2.3.Дополнение данных заголовками в модели OSI

· Уровень 3 (сетевой) отвечает за поиск рабочей станции, которой адресованы данные. Здесь про­исходит адресация сообщений, перевод логических имен и адресов в физические адреса. Исходя из конкретных сетевых условий, здесь определяется маршрут от отправителя к получателю. Если данные могут передаваться в локальной сети по нескольким маршрутам, то именно на сетевом уровне должен быть выбран лучший из них. На этом уровне решаются также проблемы, связан­ные с сетевым трафиком, такие как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузка. Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать большие блоки данных, посланные от­правителем на Сетевом уровне, эти блоки разбиваются на меньшие. Сетевой уровень получателя собирает эти данные в исходное состояние. Уровень 3 – наивысший из тех, на которых учитывается физическая конфигурация сети;

· Уровень 4 (транспортный) обеспечивает надежную транспортировку данных. Этот уровень отвечает за преобразование сообщений в форматы, требуемые для передачи по сети. На этом уровне сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи. На Транспортном уровне получа­теля сообщения распаковываются и восстанавливаются в первоначальном виде, и обычно посыла­ется сигнал подтверждения приема. Если передача не выполнена, транспортный уровень регла­ментирует повторную передачу. Транспортный уровень управляет потоком, проверяет ошибки и участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением пакетов;

· Уровень 5 (сеансовый) описывает процедуру установления соединения для того, чтобы одно приложение (или пользователь) могло взаимодействовать с другим приложением на удаленном компьютере. Это соединение называется сеансом. На этом уровне происходит распознавание имен и защита, необходимые для связи двух приложений в сети. На этом уровне регламентируются также постановка в очередь поступающих сообщений, разрыв соединения и восстановление после аварийного завершения. Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек. Таким образом, в случае ошибки заново потре­буется передать только данные, следующие за контрольной точкой;

· Уровень 6 (представления) отвечает за то, чтобы команды и данные приложений были понятны на других компьютерах сети. Другими словами, на этом уровне происходит преобразование данных из одних форматов в другие, кроме того, этот уровень определяет механизмы шифрования и сжатия данных;

· Уровень 7 (приложений) описывает взаимодействие с прикладными процессами. Он представ­ляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. На этом уровне регламентируются сообщения, которые приложения должны использовать для запроса друг у друга данных и услуг. Этот уровень отвечает за предоставление услуг по распределенной обработке, включая обработку файлов, обработку ошибок, управление базами данных и управление сетью.

Функции пакетов

Данные обычно содержатся в больших файлах. Но сеть не будет нормально рабо­тать, если компьютер посылает блок данных целиком. Существуют две причины, замедляющие работу сети при передаче по кабелю больших блоков данных. Во-первых, такой блок, посылаемый одним компьютером, заполняет кабель и «связывает» работу всей сети, т. е. препятствует взаимодействию остальных сетевых компонентов. Во-вторых, возникновение ошибок при передаче круп­ных блоков приведет к повторной передаче всего блока. А если поврежден небольшой блок дан­ных, то требуется повторная передача только этого блока, что значительно экономит время.

Чтобы быстро и легко, не тратя времени на ожидания, передавать по сети данные, надо разбить их на небольшие упорядоченные блоки. Эти блоки называются пакетами или кадрами. Хотя термины «пакет» и «кадр» синонимичны, полными синонимами они все-таки не являются. Существуют раз­личия между типами сети, которые эти термины отражают.

Примечание

Среди специалистов по сетям существует разногласие по поводу точных опре­делений терминов «пакет» и «фрейм». Некоторые не делают различия между этими понятиями, однако многие специалисты соглашаются с тем, что фреймы представляют информацию, используемую на Уровне 2 модели OSI, а пакеты относятся к Уровню 3 модели OSI.