Ο σύγχρονος κόσμος της πληροφορικής είναι μια τεράστια δομή διακλάδωσης που είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Για να απλοποιηθεί η κατανόηση και να βελτιωθεί ο εντοπισμός σφαλμάτων, χρησιμοποιήθηκε μια αρθρωτή αρχιτεκτονική στο στάδιο του σχεδιασμού των πρωτοκόλλων και των συστημάτων. Είναι πολύ πιο εύκολο για εμάς να ανακαλύψουμε ότι το πρόβλημα βρίσκεται στο τσιπ βίντεο όταν η κάρτα βίντεο είναι ξεχωριστή συσκευή από τον υπόλοιπο εξοπλισμό. Ή παρατηρήστε ένα πρόβλημα στο ξεχωριστή περιοχήδίκτυα παρά να φτυαρίσει ολόκληρο το δίκτυο εξ ολοκλήρου.

Ένα ξεχωριστό επίπεδο πληροφορικής - ένα δίκτυο - είναι επίσης κατασκευασμένο με αρθρωτό τρόπο. Το μοντέλο λειτουργίας δικτύου ονομάζεται μοντέλο δικτύου του βασικού μοντέλου αναφοράς αλληλεπίδρασης ανοιχτά συστήματα ISO/OSI. Εν συντομία - το μοντέλο OSI.

Το μοντέλο OSI αποτελείται από 7 επίπεδα. Κάθε επίπεδο είναι αφηρημένο από τα άλλα και δεν γνωρίζει τίποτα για την ύπαρξή τους. Το μοντέλο OSI μπορεί να συγκριθεί με τη δομή ενός αυτοκινήτου: ο κινητήρας κάνει τη δουλειά του, δημιουργεί ροπή και δίνει στο κιβώτιο ταχυτήτων. Ο κινητήρας δεν ενδιαφέρεται καθόλου για το τι θα συμβεί μετά με αυτή τη ροπή. Θα γυρίσει τον τροχό, την κάμπια ή την προπέλα. Ακριβώς όπως ένας τροχός, δεν έχει σημασία από πού προέρχεται αυτή η ροπή - από τον κινητήρα ή τον στρόφαλο που γυρίζει ο μηχανικός.

Εδώ είναι απαραίτητο να προστεθεί η έννοια του ωφέλιμου φορτίου. Κάθε επίπεδο φέρει έναν ορισμένο όγκο πληροφοριών. Ορισμένες από αυτές τις πληροφορίες είναι διαθέσιμες για αυτό το επίπεδο, για παράδειγμα, μια διεύθυνση. Η διεύθυνση IP του ιστότοπου δεν φέρει καμία πληροφορία για εμάς. ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ. Μας ενδιαφέρουν μόνο οι γάτες που μας δείχνει το site. Έτσι, αυτό το ωφέλιμο φορτίο μεταφέρεται σε εκείνο το τμήμα του επιπέδου που ονομάζεται μονάδα δεδομένων πρωτοκόλλου (PDU).

Επίπεδα του μοντέλου OSI

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε κάθε επίπεδο του μοντέλου OSI.

1 επίπεδο.Φυσική ( φυσικός). Μονάδα φόρτωσης ( PDU) εδώ είναι λίγο. Εκτός από τις μονάδες και τα μηδενικά, το φυσικό επίπεδο δεν γνωρίζει τίποτα. Σε αυτό το επίπεδο λειτουργούν καλώδια, πάνελ ενημέρωσης κώδικα, διανομείς δικτύου (διανομείς που πλέον είναι δύσκολο να βρεθούν στα δίκτυα που έχουμε συνηθίσει), προσαρμογείς δικτύου. Είναι οι προσαρμογείς δικτύου και τίποτα παραπάνω από τον υπολογιστή. Εγώ ο ίδιος προσαρμογέα δικτύουπαίρνει μια σειρά από bit και τη μεταδίδει.

2ο επίπεδο.Κανάλι ( σύνδεσμος δεδομένων). PDU - πλαίσιο ( πλαίσιο). Η διευθυνσιοδότηση εμφανίζεται σε αυτό το επίπεδο. Η διεύθυνση είναι η διεύθυνση MAC. Το επίπεδο σύνδεσης είναι υπεύθυνο για την παράδοση των πλαισίων στον προορισμό και την ακεραιότητά τους. Στα δίκτυα που έχουμε συνηθίσει, το πρωτόκολλο ARP λειτουργεί στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Η διευθυνσιοδότηση δεύτερου επιπέδου λειτουργεί μόνο σε ένα τμήμα δικτύου και δεν γνωρίζει τίποτα για τη δρομολόγηση - αυτό γίνεται από ένα υψηλότερο επίπεδο. Αντίστοιχα, οι συσκευές που λειτουργούν στο L2 είναι διακόπτες, γέφυρες και πρόγραμμα οδήγησης προσαρμογέα δικτύου.

3ο επίπεδο.Δίκτυο ( δίκτυο). πακέτο PDU ( πακέτο). Το πιο κοινό πρωτόκολλο (δεν θα μιλήσω για το "πιο κοινό" περαιτέρω - ένα άρθρο για αρχάριους και συνήθως δεν συναντούν εξωτικά) εδώ είναι το IP. Η διευθυνσιοδότηση πραγματοποιείται με διευθύνσεις IP, οι οποίες αποτελούνται από 32 bit. Το πρωτόκολλο είναι δρομολογήσιμο, δηλαδή, ένα πακέτο μπορεί να φτάσει σε οποιοδήποτε μέρος του δικτύου μέσω ενός συγκεκριμένου αριθμού δρομολογητών. Οι δρομολογητές λειτουργούν στο L3.

4ο επίπεδο.Μεταφορές ( Μεταφορά). τμήμα PDU ( τμήμα)/datagram ( datagram). Σε αυτό το επίπεδο εμφανίζονται οι έννοιες των λιμένων. Το TCP και το UDP λειτουργούν εδώ. Τα πρωτόκολλα αυτού του επιπέδου είναι υπεύθυνα για την άμεση επικοινωνία μεταξύ των εφαρμογών και για την αξιοπιστία της παράδοσης πληροφοριών. Για παράδειγμα, το TCP μπορεί να ζητήσει αναμετάδοση δεδομένων σε περίπτωση που τα δεδομένα ελήφθησαν λανθασμένα ή όχι όλα. Το TCP μπορεί επίσης να αλλάξει τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων εάν η πλευρά λήψης δεν έχει χρόνο να αποδεχθεί τα πάντα (Μέγεθος παραθύρου TCP).

Τα ακόλουθα επίπεδα εφαρμόζονται μόνο "σωστά" στο RFC. Στην πράξη, τα πρωτόκολλα που περιγράφονται στα ακόλουθα επίπεδα λειτουργούν ταυτόχρονα σε πολλά επίπεδα του μοντέλου OSI, επομένως δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός σε επίπεδα συνεδρίας και παρουσίασης. Από αυτή την άποψη, η κύρια στοίβα που χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή είναι το TCP / IP, για το οποίο θα μιλήσουμε παρακάτω.

Επίπεδο 5συνεδρία ( συνεδρία). PDU δεδομένων ( δεδομένα). Διαχειρίζεται μια συνεδρία επικοινωνίας, ανταλλαγή πληροφοριών, δικαιώματα. Πρωτόκολλα - L2TP, PPTP.

6ο επίπεδο.Εκτελεστικός ( παρουσίαση). PDU δεδομένων ( δεδομένα). Παρουσίαση και κρυπτογράφηση δεδομένων. JPEG, ASCII, MPEG.

7ο επίπεδο.Εφαρμόστηκε ( εφαρμογή). PDU δεδομένων ( δεδομένα). Το πιο πολυάριθμο και ποικίλο επίπεδο. Εκτελεί όλα τα πρωτόκολλα υψηλού επιπέδου. Όπως POP, SMTP, RDP, HTTP κ.λπ. Τα πρωτόκολλα εδώ δεν χρειάζεται να σκέφτονται τη δρομολόγηση ή την εγγύηση της παράδοσης των πληροφοριών - αυτά διαχειρίζονται τα χαμηλότερα επίπεδα. Στο επίπεδο 7, απαιτείται μόνο η υλοποίηση συγκεκριμένων ενεργειών, για παράδειγμα, η λήψη ενός κώδικα html ή ενός μηνύματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου σε έναν συγκεκριμένο παραλήπτη.

συμπέρασμα

Η αρθρωτότητα του μοντέλου OSI σάς επιτρέπει να βρίσκετε γρήγορα προβληματικές περιοχές. Εξάλλου, εάν δεν υπάρχει ping (3-4 επίπεδα) στον ιστότοπο, δεν έχει νόημα να ψάξετε στα υπερκείμενα επίπεδα (TCP-HTTP) όταν ο ιστότοπος δεν εμφανίζεται. Αφαιρώντας από άλλα επίπεδα, είναι πιο εύκολο να βρείτε ένα σφάλμα στο προβληματικό μέρος. Κατ' αναλογία με ένα αυτοκίνητο - δεν ελέγχουμε τα κεριά όταν τρυπάμε τον τροχό.

Το μοντέλο OSI είναι ένα μοντέλο αναφοράς - ένα είδος σφαιρικού αλόγου στο κενό. Η ανάπτυξή του κράτησε πολύ καιρό. Παράλληλα με αυτό, αναπτύχθηκε η στοίβα πρωτοκόλλου TCP / IP, η οποία χρησιμοποιείται ενεργά στα δίκτυα αυτή τη στιγμή. Κατά συνέπεια, μπορεί να γίνει μια αναλογία μεταξύ TCP/IP και OSI.

Εντοπίστηκε ένα θέμα ευπάθειας (CVE-2019-18634) στο βοηθητικό πρόγραμμα sudo που χρησιμοποιείται για την οργάνωση της εκτέλεσης εντολών για λογαριασμό άλλων χρηστών, το οποίο σας επιτρέπει να αυξήσετε τα προνόμιά σας στο σύστημα. Πρόβλημα […]

Η κυκλοφορία του WordPress 5.3 βελτιώνει και επεκτείνει το πρόγραμμα επεξεργασίας μπλοκ που εισήχθη στο WordPress 5.0 με ένα νέο μπλοκ, πιο διαισθητική αλληλεπίδραση και βελτιωμένη προσβασιμότητα. Νέες δυνατότητες στο πρόγραμμα επεξεργασίας […]

Μετά από εννέα μήνες ανάπτυξης, είναι διαθέσιμο το πακέτο πολυμέσων FFmpeg 4.2, το οποίο περιλαμβάνει ένα σύνολο εφαρμογών και μια συλλογή βιβλιοθηκών για λειτουργίες σε διάφορες μορφές πολυμέσων (εγγραφή, μετατροπή και […]

Νέες δυνατότητες στο Linux Mint 19.2 Cinnamon

Το Linux Mint 19.2 είναι μια έκδοση μακροπρόθεσμης υποστήριξης που θα υποστηρίζεται μέχρι το 2023. Έρχεται με ενημερωμένο λογισμικόκαι περιέχει βελτιώσεις και πολλά νέα […]

Κυκλοφόρησε η διανομή Linux Mint 19.2

Παρουσιάζεται η κυκλοφορία του κιτ διανομής Linux Mint 19.2, της δεύτερης ενημέρωσης του κλάδου Linux Mint 19.x, που δημιουργήθηκε στη βάση πακέτου Ubuntu 18.04 LTS και υποστηρίζεται μέχρι το 2023. Η διανομή είναι πλήρως συμβατή […]

Διατίθενται νέες εκδόσεις υπηρεσιών του BIND που περιέχουν διορθώσεις σφαλμάτων και βελτιώσεις λειτουργιών. Μπορείτε να λάβετε νέες εκδόσεις από τη σελίδα λήψεων στον ιστότοπο του προγραμματιστή: […]

Το Exim είναι ένας παράγοντας μεταφοράς μηνυμάτων (MTA) που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Cambridge για χρήση σε συστήματα Unix που είναι συνδεδεμένα στο Διαδίκτυο. Διατίθεται δωρεάν σύμφωνα με […]

Μετά από σχεδόν δύο χρόνια ανάπτυξης, το ZFS σε Linux 0.8.0 κυκλοφορεί, υλοποιείται σύστημα αρχείωνΤο ZFS συσκευάζεται ως λειτουργική μονάδα για τον πυρήνα του Linux. Η ενότητα έχει δοκιμαστεί με πυρήνες Linux από 2.6.32 έως […]

Η IETF (Internet Engineering Task Force), η οποία αναπτύσσει τα πρωτόκολλα και την αρχιτεκτονική του Διαδικτύου, ολοκλήρωσε τη διαμόρφωση του RFC για το ACME (Αυτόματο Περιβάλλον Διαχείρισης Πιστοποιητικών) […]

Η Let’s Encrypt, μια μη κερδοσκοπική αρχή πιστοποίησης που ελέγχεται από την κοινότητα και παρέχει πιστοποιητικά δωρεάν σε όλους, συνόψισε την περασμένη χρονιά και μίλησε για σχέδια για το 2019. […]

Alexander Goryachev, Alexey Niskovsky

Για να επικοινωνούν οι διακομιστές και οι πελάτες του δικτύου πρέπει να λειτουργούν χρησιμοποιώντας το ίδιο πρωτόκολλο ανταλλαγής πληροφοριών, δηλαδή να «μιλούν» την ίδια γλώσσα. Το πρωτόκολλο ορίζει ένα σύνολο κανόνων για την οργάνωση της ανταλλαγής πληροφοριών σε όλα τα επίπεδα αλληλεπίδρασης αντικειμένων δικτύου.

Υπάρχει ένα Μοντέλο Αναφοράς Διασύνδεσης Ανοικτού Συστήματος, που συχνά αναφέρεται ως μοντέλο OSI. Αυτό το μοντέλο αναπτύχθηκε από τον Διεθνή Οργανισμό Τυποποίησης (ISO). Το μοντέλο OSI περιγράφει το σχήμα αλληλεπίδρασης των αντικειμένων δικτύου, ορίζει τη λίστα εργασιών και τους κανόνες μεταφοράς δεδομένων. Περιλαμβάνει επτά επίπεδα: φυσικό (Φυσικό - 1), κανάλι (Σύνδεσμος δεδομένων - 2), δίκτυο (Δίκτυο - 3), μεταφορά (Μεταφορά - 4), συνεδρία (Συνεδρία - 5), παρουσίαση δεδομένων (Παρουσίαση - 6) και εφαρμοστεί (Αίτηση - 7). Πιστεύεται ότι δύο υπολογιστές μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο του μοντέλου OSI εάν το λογισμικό τους που υλοποιεί τις λειτουργίες δικτύου αυτού του επιπέδου ερμηνεύει τα ίδια δεδομένα με τον ίδιο τρόπο. Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργείται μια άμεση αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο υπολογιστών, που ονομάζεται "point-to-point".

Οι υλοποιήσεις του μοντέλου OSI από πρωτόκολλα ονομάζονται στοίβες (σύνολα) πρωτοκόλλων. Μέσα σε ένα συγκεκριμένο πρωτόκολλο, είναι αδύνατο να υλοποιηθούν όλες οι λειτουργίες του μοντέλου OSI. Συνήθως, οι εργασίες ενός συγκεκριμένου επιπέδου υλοποιούνται από ένα ή περισσότερα πρωτόκολλα. Τα πρωτόκολλα από την ίδια στοίβα θα πρέπει να λειτουργούν σε έναν υπολογιστή. Σε αυτήν την περίπτωση, ένας υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιήσει ταυτόχρονα πολλές στοίβες πρωτοκόλλων.

Ας εξετάσουμε τις εργασίες που επιλύθηκαν σε καθένα από τα επίπεδα του μοντέλου OSI.

Φυσική στρώση

Σε αυτό το επίπεδο του μοντέλου OSI, ορίζονται τα ακόλουθα χαρακτηριστικά των στοιχείων δικτύου: τύποι συνδέσεων μέσων μετάδοσης δεδομένων, τοπολογίες φυσικού δικτύου, μέθοδοι μετάδοσης δεδομένων (με κωδικοποίηση ψηφιακού ή αναλογικού σήματος), τύποι συγχρονισμού μεταδιδόμενων δεδομένων, διαχωρισμός των καναλιών επικοινωνίας που χρησιμοποιούν πολυπλεξία συχνότητας και χρόνου.

Οι υλοποιήσεις πρωτοκόλλων φυσικού επιπέδου του μοντέλου OSI συντονίζουν τους κανόνες για τη μετάδοση bit.

Το φυσικό επίπεδο δεν περιλαμβάνει περιγραφή του μέσου μετάδοσης. Ωστόσο, οι υλοποιήσεις πρωτοκόλλων φυσικού επιπέδου είναι ειδικές για τα μέσα. Η σύνδεση του ακόλουθου εξοπλισμού δικτύου συνήθως σχετίζεται με το φυσικό επίπεδο:

• συγκεντρωτές, διανομείς και επαναλήπτες που αναπαράγουν ηλεκτρικά σήματα.
• συνδετήρες μέσου μετάδοσης που παρέχουν μια μηχανική διεπαφή για τη σύνδεση της συσκευής στο μέσο μετάδοσης·
• μόντεμ και διάφορες συσκευές μετατροπής που εκτελούν ψηφιακές και αναλογικές μετατροπές.

Αυτό το επίπεδο μοντέλου ορίζει τις φυσικές τοπολογίες σε ένα εταιρικό δίκτυο, οι οποίες κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ένα βασικό σύνολο τυπικών τοπολογιών.

Το πρώτο στο βασικό σύνολο είναι η τοπολογία του διαύλου. Σε αυτήν την περίπτωση, όλες οι συσκευές δικτύου και οι υπολογιστές συνδέονται σε έναν κοινό δίαυλο μετάδοσης δεδομένων, ο οποίος συνήθως σχηματίζεται χρησιμοποιώντας ομοαξονικό καλώδιο. Το καλώδιο που σχηματίζει τον κοινό δίαυλο ονομάζεται ραχοκοκαλιά. Από καθεμία από τις συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο δίαυλο, το σήμα μεταδίδεται και προς τις δύο κατευθύνσεις. Για να αφαιρέσετε το σήμα από το καλώδιο, πρέπει να χρησιμοποιηθούν ειδικοί διακόπτες (τερματιστές) στα άκρα του διαύλου. Η μηχανική βλάβη στη γραμμή επηρεάζει τη λειτουργία όλων των συσκευών που είναι συνδεδεμένες σε αυτήν.

Η τοπολογία δακτυλίου περιλαμβάνει τη σύνδεση όλων των συσκευών δικτύου και των υπολογιστών σε έναν φυσικό δακτύλιο (δακτύλιο). Σε αυτήν την τοπολογία, οι πληροφορίες μεταδίδονται πάντα κατά μήκος του δακτυλίου προς μία κατεύθυνση - από σταθμό σε σταθμό. Κάθε συσκευή δικτύου πρέπει να έχει έναν δέκτη πληροφοριών στο καλώδιο εισόδου και έναν πομπό στο καλώδιο εξόδου. Μηχανική βλάβηΤα μέσα ενός δακτυλίου θα επηρεάσουν τη λειτουργία όλων των συσκευών, ωστόσο, τα δίκτυα που κατασκευάζονται με διπλό δακτύλιο έχουν συνήθως ένα περιθώριο ανοχής σφαλμάτων και λειτουργίες αυτοθεραπείας. Σε δίκτυα που είναι κατασκευασμένα σε διπλό δακτύλιο, οι ίδιες πληροφορίες μεταδίδονται γύρω από τον δακτύλιο και προς τις δύο κατευθύνσεις. Σε περίπτωση βλάβης του καλωδίου, ο δακτύλιος θα συνεχίσει να λειτουργεί σε λειτουργία μονού δακτυλίου για διπλάσιο μήκος (οι λειτουργίες αυτοθεραπείας καθορίζονται από το υλικό που χρησιμοποιείται).

Η επόμενη τοπολογία είναι η τοπολογία αστεριών ή αστέρι. Προβλέπει την παρουσία κεντρική συσκευή, στο οποίο συνδέονται άλλες συσκευές δικτύου και υπολογιστές με δέσμες (ξεχωριστά καλώδια). Τα δίκτυα που χτίζονται σε μια τοπολογία αστεριού έχουν ένα μόνο σημείο αποτυχίας. Αυτό το σημείο είναι η κεντρική συσκευή. Σε περίπτωση βλάβης της κεντρικής συσκευής, όλοι οι άλλοι συμμετέχοντες στο δίκτυο δεν θα μπορούν να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους, καθώς όλη η ανταλλαγή πραγματοποιήθηκε μόνο μέσω της κεντρικής συσκευής. Ανάλογα με τον τύπο της κεντρικής συσκευής, το σήμα που λαμβάνεται από μία είσοδο μπορεί να μεταδοθεί (με ή χωρίς ενίσχυση) σε όλες τις εξόδους ή σε μια συγκεκριμένη έξοδο στην οποία είναι συνδεδεμένη η συσκευή - ο παραλήπτης των πληροφοριών.

Η πλήρως συνδεδεμένη (πλέγμα) τοπολογία έχει υψηλή ανοχή σφαλμάτων. Κατά την κατασκευή δικτύων με παρόμοια τοπολογία, καθεμία από τις συσκευές δικτύου ή τους υπολογιστές συνδέεται με κάθε άλλο στοιχείο του δικτύου. Αυτή η τοπολογία έχει πλεονασμό, γεγονός που την κάνει να φαίνεται μη πρακτική. Πράγματι, σε μικρά δίκτυα αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σπάνια, αλλά σε μεγάλα εταιρικά δίκτυαΜια πλήρως δικτυωμένη τοπολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση των πιο σημαντικών κόμβων.

Οι εξεταζόμενες τοπολογίες κατασκευάζονται συχνότερα χρησιμοποιώντας καλωδιακές συνδέσεις.

Υπάρχει μια άλλη τοπολογία που χρησιμοποιεί ασύρματες συνδέσεις, - κυψελοειδές (κυτταρικό). Σε αυτό, οι συσκευές δικτύου και οι υπολογιστές συνδυάζονται σε ζώνες - κελιά (κελί), αλληλεπιδρώντας μόνο με τον πομποδέκτη της κυψέλης. Η μεταφορά πληροφοριών μεταξύ των κυττάρων πραγματοποιείται από πομποδέκτες.

Στρώμα σύνδεσης

Αυτό το επίπεδο ορίζει τη λογική τοπολογία του δικτύου, τους κανόνες για την απόκτηση πρόσβασης στο μέσο μετάδοσης δεδομένων, επιλύει ζητήματα που σχετίζονται με τη διεύθυνση φυσικών συσκευών εντός του λογικού δικτύου και τη διαχείριση της μεταφοράς πληροφοριών (συγχρονισμός μετάδοσης και υπηρεσία σύνδεσης) μεταξύ συσκευών δικτύου .

Τα πρωτόκολλα επιπέδου σύνδεσης ορίζουν:

• κανόνες για την οργάνωση bit φυσικού επιπέδου (δυαδικά και μηδενικά) σε λογικές ομάδες πληροφοριών που ονομάζονται πλαίσια (πλαίσιο) ή πλαίσια. Ένα πλαίσιο είναι μια μονάδα επιπέδου ζεύξης δεδομένων που αποτελείται από μια συνεχόμενη ακολουθία ομαδοποιημένων bits, που έχει μια κεφαλίδα και ένα τέλος.
• κανόνες για τον εντοπισμό (και μερικές φορές τη διόρθωση) σφαλμάτων μετάδοσης·
• κανόνες ελέγχου ροής δεδομένων (για συσκευές που λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο του μοντέλου OSI, όπως γέφυρες)·
• κανόνες για την αναγνώριση των υπολογιστών στο δίκτυο από τις φυσικές τους διευθύνσεις.

Όπως τα περισσότερα άλλα επίπεδα, το επίπεδο σύνδεσης προσθέτει τις δικές του πληροφορίες ελέγχου στην αρχή του πακέτου δεδομένων. Αυτές οι πληροφορίες μπορεί να περιλαμβάνουν διευθύνσεις προέλευσης και προορισμού (φυσικές ή υλικού), πληροφορίες μήκους πλαισίου και ένδειξη ενεργών πρωτοκόλλων ανώτερου επιπέδου.

Οι ακόλουθες υποδοχές δικτύου συνδέονται συνήθως με το επίπεδο σύνδεσης:

• γέφυρες?
• έξυπνοι κόμβοι?
• διακόπτες?
• κάρτες διασύνδεσης δικτύου (κάρτες διασύνδεσης δικτύου, προσαρμογείς κ.λπ.).

Οι λειτουργίες του επιπέδου σύνδεσης χωρίζονται σε δύο υποεπίπεδα (Πίνακας 1):

• έλεγχος πρόσβασης στο μέσο μετάδοσης (Έλεγχος πρόσβασης μέσων, MAC).
• έλεγχος λογικού συνδέσμου (Logical Link Control, LLC).

Το υποστρώμα MAC ορίζει τέτοια στοιχεία του επιπέδου σύνδεσης όπως η λογική τοπολογία του δικτύου, η μέθοδος πρόσβασης στο μέσο μετάδοσης πληροφοριών και οι κανόνες για τη φυσική διευθυνσιοδότηση μεταξύ των αντικειμένων του δικτύου.

Η συντομογραφία MAC χρησιμοποιείται επίσης κατά τον καθορισμό της φυσικής διεύθυνσης μιας συσκευής δικτύου: φυσική διεύθυνσησυσκευή (η οποία ορίζεται εσωτερικά από μια συσκευή δικτύου ή κάρτα δικτύου κατά την κατασκευή) αναφέρεται συχνά ως η διεύθυνση MAC αυτής της συσκευής. Για μεγάλο αριθμό συσκευών δικτύου, ειδικά για κάρτες δικτύου, είναι δυνατή η προγραμματική αλλαγή της διεύθυνσης MAC. Ταυτόχρονα, πρέπει να θυμόμαστε ότι το επίπεδο σύνδεσης του μοντέλου OSI επιβάλλει περιορισμούς στη χρήση διευθύνσεων MAC: σε ένα φυσικό δίκτυο (τμήμα μεγαλύτερου δικτύου), δεν μπορούν να υπάρχουν δύο ή περισσότερες συσκευές που χρησιμοποιούν τις ίδιες διευθύνσεις MAC . Η έννοια της «διεύθυνσης κόμβου» μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της φυσικής διεύθυνσης ενός αντικειμένου δικτύου. Η διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή ταιριάζει συχνότερα με τη διεύθυνση MAC ή καθορίζεται λογικά από την αλλαγή διεύθυνσης λογισμικού.

Το υποστρώμα LLC ορίζει τους κανόνες συγχρονισμού της υπηρεσίας μετάδοσης και σύνδεσης. Αυτό το υποστρώμα επιπέδου σύνδεσης συνεργάζεται στενά με το επίπεδο δικτύου του μοντέλου OSI και είναι υπεύθυνο για την αξιοπιστία των φυσικών (χρησιμοποιώντας διευθύνσεις MAC) συνδέσεις. Η λογική τοπολογία ενός δικτύου ορίζει τον τρόπο και τους κανόνες (ακολουθία) μεταφοράς δεδομένων μεταξύ υπολογιστών στο δίκτυο. Τα αντικείμενα δικτύου μεταδίδουν δεδομένα ανάλογα με τη λογική τοπολογία του δικτύου. Η φυσική τοπολογία ορίζει τη φυσική διαδρομή των δεδομένων. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η φυσική τοπολογία δεν αντικατοπτρίζει τον τρόπο λειτουργίας του δικτύου. Η πραγματική διαδρομή δεδομένων καθορίζεται από τη λογική τοπολογία. Για τη μεταφορά δεδομένων κατά μήκος μιας λογικής διαδρομής, η οποία μπορεί να διαφέρει από τη διαδρομή στο φυσικό μέσο, ​​χρησιμοποιούνται συσκευές σύνδεσης δικτύου και σχήματα πρόσβασης πολυμέσων. Καλό παράδειγμαδιαφορές μεταξύ φυσικών και λογικών τοπολογιών - Δίκτυο Token Ring της IBM. ΣΤΟ τοπικά δίκτυαΤο Token Ring χρησιμοποιεί συχνά χάλκινο καλώδιο, το οποίο τοποθετείται σε ένα κύκλωμα σχήματος αστεριού με κεντρικό διαχωριστή (hub). Σε αντίθεση με μια κανονική τοπολογία αστέρι, ο διανομέας δεν προωθεί τα εισερχόμενα σήματα σε όλες τις άλλες συνδεδεμένες συσκευές. Το εσωτερικό κύκλωμα του διανομέα στέλνει διαδοχικά κάθε εισερχόμενο σήμα στην επόμενη συσκευή σε έναν προκαθορισμένο λογικό δακτύλιο, δηλαδή σε ένα κυκλικό σχέδιο. Η φυσική τοπολογία αυτού του δικτύου είναι ένα αστέρι και η λογική τοπολογία είναι ένας δακτύλιος.

Ένα άλλο παράδειγμα της διαφοράς μεταξύ φυσικών και λογικών τοπολογιών είναι το δίκτυο Ethernet. Το φυσικό δίκτυο μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας χάλκινα καλώδια και έναν κεντρικό κόμβο. Δημιουργείται ένα φυσικό δίκτυο, κατασκευασμένο σύμφωνα με την τοπολογία αστεριών. Ωστόσο, η τεχνολογία Ethernet περιλαμβάνει τη μεταφορά πληροφοριών από έναν υπολογιστή σε όλους τους άλλους στο δίκτυο. Ο διανομέας πρέπει να αναμεταδίδει το σήμα που λαμβάνεται από μια από τις θύρες του σε όλες τις άλλες θύρες. Έχει δημιουργηθεί ένα λογικό δίκτυο με τοπολογία διαύλου.

Για να προσδιορίσετε τη λογική τοπολογία δικτύου, πρέπει να κατανοήσετε πώς λαμβάνονται τα σήματα σε αυτήν:

• Σε λογικές τοπολογίες διαύλου, κάθε σήμα λαμβάνεται από όλες τις συσκευές.
• στις τοπολογίες λογικού δακτυλίου, κάθε συσκευή λαμβάνει μόνο εκείνα τα σήματα που στάλθηκαν ειδικά σε αυτήν.

Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε πώς οι συσκευές δικτύου έχουν πρόσβαση στα μέσα.

Πρόσβαση στα μέσα

Οι λογικές τοπολογίες χρησιμοποιούν ειδικούς κανόνες που ελέγχουν την άδεια μετάδοσης πληροφοριών σε άλλες οντότητες δικτύου. Η διαδικασία ελέγχου ελέγχει την πρόσβαση στο μέσο επικοινωνίας. Σκεφτείτε ένα δίκτυο στο οποίο επιτρέπεται η λειτουργία όλων των συσκευών χωρίς κανόνες για την απόκτηση πρόσβασης στο μέσο μετάδοσης. Όλες οι συσκευές σε ένα τέτοιο δίκτυο μεταδίδουν πληροφορίες καθώς τα δεδομένα γίνονται διαθέσιμα. Αυτές οι μεταδόσεις μπορεί μερικές φορές να επικαλύπτονται χρονικά. Ως αποτέλεσμα της υπέρθεσης, τα σήματα παραμορφώνονται και τα μεταδιδόμενα δεδομένα χάνονται. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται σύγκρουση. Οι συγκρούσεις δεν επιτρέπουν την οργάνωση αξιόπιστης και αποτελεσματικής μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ αντικειμένων δικτύου.

Οι συγκρούσεις δικτύου επεκτείνονται στα φυσικά τμήματα δικτύου στα οποία συνδέονται τα αντικείμενα δικτύου. Τέτοιες συνδέσεις σχηματίζουν έναν ενιαίο χώρο σύγκρουσης, στον οποίο η επιρροή των συγκρούσεων επεκτείνεται σε όλους. Για να μειώσετε το μέγεθος των χώρων σύγκρουσης τμηματοποιώντας το φυσικό δίκτυο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε γέφυρες και άλλες συσκευές δικτύου που διαθέτουν λειτουργίες φιλτραρίσματος κυκλοφορίας στο επίπεδο σύνδεσης.

Ένα δίκτυο δεν μπορεί να λειτουργήσει κανονικά έως ότου όλες οι οντότητες του δικτύου μπορούν να ελέγχουν, να διαχειρίζονται ή να μετριάζουν τις συγκρούσεις. Στα δίκτυα, απαιτείται κάποια μέθοδος για τη μείωση του αριθμού των συγκρούσεων, των παρεμβολών (επικάλυψης) ταυτόχρονων σημάτων.

Υπάρχουν τυπικές μέθοδοι πρόσβασης πολυμέσων που περιγράφουν τους κανόνες με τους οποίους ελέγχεται η άδεια μετάδοσης πληροφοριών για συσκευές δικτύου: διαμάχη, διαβίβαση διακριτικού και ψηφοφορία.

Πριν επιλέξετε ένα πρωτόκολλο που εφαρμόζει μία από αυτές τις μεθόδους πρόσβασης στα μέσα, θα πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή στους ακόλουθους παράγοντες:

• τη φύση των εκπομπών - συνεχείς ή παρορμητικές.
• αριθμός μεταφορών δεδομένων·
• την ανάγκη μεταφοράς δεδομένων σε αυστηρά καθορισμένα χρονικά διαστήματα·
• τον αριθμό των ενεργών συσκευών στο δίκτυο.

Καθένας από αυτούς τους παράγοντες, σε συνδυασμό με πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, θα βοηθήσει στον προσδιορισμό της μεθόδου πρόσβασης στα μέσα ενημέρωσης που είναι η καταλληλότερη.

Ανταγωνισμός.Τα συστήματα που βασίζονται σε διαφωνίες υποθέτουν ότι η πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης υλοποιείται με βάση τη σειρά προτεραιότητας. Με άλλα λόγια, κάθε συσκευή δικτύου ανταγωνίζεται για τον έλεγχο του μέσου μετάδοσης. Τα συστήματα αγώνων είναι σχεδιασμένα έτσι ώστε όλες οι συσκευές στο δίκτυο να μπορούν να μεταδίδουν δεδομένα μόνο όπως απαιτείται. Αυτή η πρακτική οδηγεί τελικά σε μερική ή πλήρη απώλεια δεδομένων, επειδή συμβαίνουν πραγματικά συγκρούσεις. Καθώς κάθε νέα συσκευή προστίθεται στο δίκτυο, ο αριθμός των συγκρούσεων μπορεί να αυξηθεί εκθετικά. Η αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων μειώνει την απόδοση του δικτύου και σε περίπτωση πλήρους κορεσμού του μέσου μετάδοσης πληροφοριών, μειώνει την απόδοση του δικτύου στο μηδέν.

Για τη μείωση του αριθμού των συγκρούσεων, έχουν αναπτυχθεί ειδικά πρωτόκολλα που υλοποιούν τη λειτουργία ακρόασης του μέσου μετάδοσης πληροφοριών πριν από την έναρξη της μετάδοσης δεδομένων από το σταθμό. Εάν ο σταθμός ακρόασης εντοπίσει μετάδοση σήματος (από άλλο σταθμό), τότε απέχει από τη μετάδοση της πληροφορίας και θα προσπαθήσει να την επαναλάβει αργότερα. Αυτά τα πρωτόκολλα ονομάζονται πρωτόκολλα Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Τα πρωτόκολλα CSMA μειώνουν σημαντικά τον αριθμό των συγκρούσεων, αλλά δεν τις εξαλείφουν εντελώς. Συγκρούσεις συμβαίνουν, ωστόσο, όταν δύο σταθμοί ερωτούν το καλώδιο: δεν ανιχνεύουν σήματα, αποφασίζουν ότι το μέσο είναι ελεύθερο και μετά αρχίζουν να εκπέμπουν ταυτόχρονα.

Παραδείγματα τέτοιων πρωτοκόλλων διαφωνίας είναι:

• πολλαπλή πρόσβαση με έλεγχο φορέα / ανίχνευση σύγκρουσης (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, CSMA / CD).
• πολλαπλή πρόσβαση με έλεγχο φορέα / αποφυγή σύγκρουσης (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA / CA).

Πρωτόκολλα CSMA/CD.Τα πρωτόκολλα CSMA/CD όχι μόνο ακούν στο καλώδιο πριν από τη μετάδοση, αλλά εντοπίζουν επίσης συγκρούσεις και ξεκινούν αναμεταδόσεις. Όταν ανιχνεύεται μια σύγκρουση, οι σταθμοί που μετέφεραν δεδομένα αρχικοποιούν ειδικούς εσωτερικούς χρονοδιακόπτες με τυχαίες τιμές. Τα χρονόμετρα αρχίζουν να μετρούν αντίστροφα και όταν φτάσει το μηδέν, οι σταθμοί πρέπει να προσπαθήσουν να αναμεταδώσουν τα δεδομένα. Δεδομένου ότι τα χρονόμετρα αρχικοποιήθηκαν με τυχαίες τιμές, ένας από τους σταθμούς θα προσπαθήσει να επαναλάβει τη μετάδοση δεδομένων πριν από τον άλλο. Αντίστοιχα, ο δεύτερος σταθμός θα καθορίσει ότι το μέσο δεδομένων είναι ήδη απασχολημένο και θα περιμένει να γίνει ελεύθερο.

Παραδείγματα πρωτοκόλλων CSMA/CD είναι η έκδοση Ethernet 2 (Ethernet II που αναπτύχθηκε από την DEC) και το IEEE802.3.

Πρωτόκολλα CSMA/CA.Η CSMA/CA χρησιμοποιεί τέτοια σχήματα όπως η πρόσβαση σε τεμαχισμό χρόνου ή η αποστολή αιτήματος για πρόσβαση στο μέσο. Όταν χρησιμοποιείτε το time slicing, κάθε σταθμός μπορεί να μεταδώσει πληροφορίες μόνο σε στιγμές που είναι αυστηρά καθορισμένες για αυτόν τον σταθμό. Ταυτόχρονα, ο μηχανισμός διαχείρισης χρονικών τμημάτων πρέπει να εφαρμοστεί στο δίκτυο. Κάθε νέος σταθμός που συνδέεται στο δίκτυο ανακοινώνει την εμφάνισή του, ξεκινώντας έτσι τη διαδικασία ανακατανομής των χρονικών τμημάτων για τη μετάδοση πληροφοριών. Στην περίπτωση χρήσης κεντρικού ελέγχου πρόσβασης μέσων, κάθε σταθμός δημιουργεί ένα ειδικό αίτημα μετάδοσης, το οποίο απευθύνεται στον σταθμό ελέγχου. Ο κεντρικός σταθμός ρυθμίζει την πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης για όλα τα αντικείμενα του δικτύου.

Ένα παράδειγμα CSMA/CA είναι το πρωτόκολλο LocalTalk του Apple Computer.

Τα συστήματα που βασίζονται σε αγώνες είναι τα καλύτερα κατάλληλα για κυκλοφορία ριπής (μετάδοση μεγάλα αρχεία) σε δίκτυα με σχετικά λίγους χρήστες.

Συστήματα με τη μεταφορά του δείκτη.Στα συστήματα διαβίβασης διακριτικών, ένα μικρό πλαίσιο (token) περνά με συγκεκριμένη σειρά από τη μια συσκευή στην άλλη. Ένα διακριτικό είναι ένα ειδικό μήνυμα που μεταφέρει τον προσωρινό έλεγχο πολυμέσων στη συσκευή στην οποία ανήκει το διακριτικό. Η μετάδοση του διακριτικού κατανέμει τον έλεγχο πρόσβασης μεταξύ συσκευών στο δίκτυο.

Κάθε συσκευή γνωρίζει από ποια συσκευή λαμβάνει το διακριτικό και σε ποια συσκευή πρέπει να το μεταβιβάσει. Συνήθως τέτοιες συσκευές είναι οι πλησιέστεροι γείτονες του κατόχου του διακριτικού. Κάθε συσκευή αναλαμβάνει περιοδικά τον έλεγχο του διακριτικού, εκτελεί τις ενέργειές της (μεταδίδει πληροφορίες) και στη συνέχεια περνά το διακριτικό στην επόμενη συσκευή για χρήση. Τα πρωτόκολλα περιορίζουν τον χρόνο που μπορεί να ελεγχθεί ένα διακριτικό από κάθε συσκευή.

Υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα διαβίβασης διακριτικών. Δύο πρότυπα δικτύωσης που χρησιμοποιούν το token passing είναι το IEEE 802.4 Token Bus και το IEEE 802.5 Token Ring. Ένα δίκτυο Token Bus χρησιμοποιεί έλεγχο πρόσβασης διέλευσης διακριτικών και μια φυσική ή λογική τοπολογία διαύλου, ενώ ένα δίκτυο Token Ring χρησιμοποιεί έλεγχο πρόσβασης μετάδοσης διακριτικών και μια φυσική ή λογική τοπολογία δακτυλίου.

Τα δίκτυα διέλευσης διακριτικών θα πρέπει να χρησιμοποιούνται όταν υπάρχει κίνηση προτεραιότητας ανάλογα με το χρόνο, όπως δεδομένα ψηφιακού ήχου ή βίντεο, ή όταν υπάρχει πολύ μεγάλος αριθμός χρηστών.

Συνέντευξη.Η δημοσκόπηση είναι μια μέθοδος πρόσβασης που ξεχωρίζει μια συσκευή (που ονομάζεται ελεγκτής, κύρια ή "κύρια" συσκευή) ως διαιτητής πρόσβασης στα μέσα. Αυτή η συσκευή μετράει όλες τις άλλες συσκευές (δευτερεύουσες) με κάποια προκαθορισμένη σειρά για να δει αν έχουν πληροφορίες να στείλουν. Για τη λήψη δεδομένων από μια δευτερεύουσα συσκευή, η κύρια συσκευή στέλνει ένα κατάλληλο αίτημα σε αυτήν και, στη συνέχεια, λαμβάνει δεδομένα από τη δευτερεύουσα συσκευή και τα στέλνει στη συσκευή παραλήπτη. Στη συνέχεια, η κύρια συσκευή μετράει μια άλλη δευτερεύουσα συσκευή, λαμβάνει δεδομένα από αυτήν και ούτω καθεξής. Το πρωτόκολλο περιορίζει τον όγκο των δεδομένων που μπορεί να μεταδώσει κάθε δευτερεύουσα συσκευή μετά τη δημοσκόπηση. Τα συστήματα ψηφοφορίας είναι ιδανικά για ευαίσθητες στο χρόνο συσκευές δικτύου, όπως ο αυτοματισμός εγκαταστάσεων.

Αυτό το επίπεδο παρέχει επίσης την υπηρεσία σύνδεσης. Υπάρχουν τρεις τύποι υπηρεσιών σύνδεσης:

• υπηρεσία χωρίς επιβεβαίωση και χωρίς δημιουργία συνδέσεων (μη επιβεβαιωμένη χωρίς σύνδεση) - στέλνει και λαμβάνει πλαίσια χωρίς έλεγχο ροής και χωρίς έλεγχο σφαλμάτων ή ακολουθία πακέτων.
• υπηρεσία προσανατολισμένη στη σύνδεση - παρέχει έλεγχο ροής, έλεγχο σφαλμάτων και ακολουθία πακέτων μέσω της έκδοσης αποδείξεων (επιβεβαιώσεις).
• Αναγνωρισμένη υπηρεσία χωρίς σύνδεση - χρησιμοποιεί εισιτήρια για τον έλεγχο της ροής και τον έλεγχο σφαλμάτων στις μεταδόσεις μεταξύ δύο κόμβων δικτύου.

Το υποστρώμα LLC του επιπέδου σύνδεσης παρέχει τη δυνατότητα ταυτόχρονης χρήσης πολλών πρωτοκόλλων δικτύου (από διαφορετικές στοίβες πρωτοκόλλων) όταν εργάζεστε μέσω μιας διεπαφής δικτύου. Με άλλα λόγια, εάν ο υπολογιστής σας έχει μόνο ένα Κάρτα δικτύου, αλλά υπάρχει ανάγκη να εργαστείτε με διάφορες υπηρεσίες δικτύου από διαφορετικούς κατασκευαστές, τότε το λογισμικό δικτύου πελάτη στο υποεπίπεδο LLC παρέχει τη δυνατότητα τέτοιας εργασίας.

επίπεδο δικτύου

Το επίπεδο δικτύου ορίζει τους κανόνες για την παράδοση δεδομένων μεταξύ λογικών δικτύων, τον σχηματισμό λογικών διευθύνσεων συσκευών δικτύου, τον ορισμό, την επιλογή και τη συντήρηση των πληροφοριών δρομολόγησης, τη λειτουργία των πυλών (gateways).

Ο κύριος στόχος του επιπέδου δικτύου είναι να λύσει το πρόβλημα της μετακίνησης (παράδοσης) δεδομένων σε καθορισμένα σημεία του δικτύου. Η παράδοση δεδομένων στο επίπεδο δικτύου είναι γενικά παρόμοια με την παράδοση δεδομένων στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων του μοντέλου OSI, όπου η φυσική διευθυνσιοδότηση των συσκευών χρησιμοποιείται για τη μεταφορά δεδομένων. Ωστόσο, η διευθυνσιοδότηση επιπέδου σύνδεσης αναφέρεται μόνο σε ένα λογικό δίκτυο και είναι έγκυρη μόνο εντός αυτού του δικτύου. Το επίπεδο δικτύου περιγράφει τις μεθόδους και τα μέσα μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ πολλών ανεξάρτητων (και συχνά ετερογενών) λογικών δικτύων, τα οποία, όταν συνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζουν ένα μεγάλο δίκτυο. Ένα τέτοιο δίκτυο ονομάζεται διασυνδεδεμένο δίκτυο (διαδίκτυο) και οι διαδικασίες μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ δικτύων ονομάζονται διαδικτυακή εργασία.

Με τη βοήθεια της φυσικής διευθυνσιοδότησης στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, τα δεδομένα παραδίδονται σε όλες τις συσκευές που αποτελούν μέρος του ίδιου λογικού δικτύου. Κάθε συσκευή δικτύου, κάθε υπολογιστής καθορίζει τον προορισμό των δεδομένων που λαμβάνονται. Εάν τα δεδομένα προορίζονται για τον υπολογιστή, τότε τα επεξεργάζεται, εάν όχι, τα αγνοεί.

Σε αντίθεση με το επίπεδο σύνδεσης, το επίπεδο δικτύου μπορεί να επιλέξει μια συγκεκριμένη διαδρομή στο διαδίκτυο και να αποφύγει την αποστολή δεδομένων σε εκείνα τα λογικά δίκτυα στα οποία δεν απευθύνονται τα δεδομένα. Το επίπεδο δικτύου το κάνει αυτό μέσω μεταγωγής, διευθυνσιοδότησης επιπέδου δικτύου και χρησιμοποιώντας αλγόριθμους δρομολόγησης. Το επίπεδο δικτύου είναι επίσης υπεύθυνο για την παροχή των σωστών μονοπατιών για δεδομένα στο διαδίκτυο, το οποίο αποτελείται από ετερογενή δίκτυα.

Τα στοιχεία και οι μέθοδοι για την υλοποίηση του επιπέδου δικτύου ορίζονται ως εξής:

• όλα είναι λογικά χωριστά δίκτυαπρέπει να έχει μοναδικές διευθύνσεις δικτύου.
• Η μεταγωγή καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο δημιουργούνται οι συνδέσεις στο διαδίκτυο.
• την ικανότητα εφαρμογής δρομολόγησης έτσι ώστε οι υπολογιστές και οι δρομολογητές να καθορίζουν την καλύτερη διαδρομή για τη διέλευση δεδομένων μέσω του διαδικτύου·
• το δίκτυο θα εκτελεί διαφορετικά επίπεδα υπηρεσίας σύνδεσης ανάλογα με τον αριθμό των αναμενόμενων σφαλμάτων στο διαδίκτυο.

Οι δρομολογητές και ορισμένοι από τους διακόπτες λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο του μοντέλου OSI.

Το επίπεδο δικτύου ορίζει τους κανόνες για τη δημιουργία λογικών διευθύνσεων δικτύου για αντικείμενα δικτύου. Μέσα σε ένα μεγάλο διαδικτυακό έργο, κάθε αντικείμενο δικτύου πρέπει να έχει μια μοναδική λογική διεύθυνση. Δύο στοιχεία εμπλέκονται στο σχηματισμό της λογικής διεύθυνσης: η λογική διεύθυνση του δικτύου, η οποία είναι κοινή για όλα τα αντικείμενα δικτύου και η λογική διεύθυνση του αντικειμένου δικτύου, η οποία είναι μοναδική για αυτό το αντικείμενο. Κατά τον σχηματισμό της λογικής διεύθυνσης ενός αντικειμένου δικτύου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε η φυσική διεύθυνση του αντικειμένου είτε μπορεί να προσδιοριστεί μια αυθαίρετη λογική διεύθυνση. Η χρήση της λογικής διευθυνσιοδότησης σας επιτρέπει να οργανώσετε τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ διαφορετικών λογικών δικτύων.

Κάθε αντικείμενο δικτύου, κάθε υπολογιστής μπορεί να κάνει πολλά λειτουργίες δικτύουταυτόχρονα παρέχοντας το έργο διαφόρων υπηρεσιών. Για την πρόσβαση σε υπηρεσίες, χρησιμοποιείται ένα ειδικό αναγνωριστικό υπηρεσίας, το οποίο ονομάζεται θύρα (port) ή υποδοχή (socket). Κατά την πρόσβαση σε μια υπηρεσία, το αναγνωριστικό υπηρεσίας ακολουθεί αμέσως τη λογική διεύθυνση του υπολογιστή που εκτελεί την υπηρεσία.

Πολλά δίκτυα δεσμεύουν ομάδες λογικών διευθύνσεων και αναγνωριστικών υπηρεσιών με σκοπό την εκτέλεση συγκεκριμένων προκαθορισμένων και γνωστών ενεργειών. Για παράδειγμα, εάν είναι απαραίτητο να σταλούν δεδομένα σε όλα τα αντικείμενα δικτύου, θα σταλούν σε μια ειδική διεύθυνση εκπομπής.

Το επίπεδο δικτύου ορίζει τους κανόνες για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ δύο οντοτήτων δικτύου. Αυτή η μετάδοση μπορεί να πραγματοποιηθεί με μεταγωγή ή δρομολόγηση.

Υπάρχουν τρεις μέθοδοι μεταγωγής στη μετάδοση δεδομένων: μεταγωγή κυκλώματος, εναλλαγή μηνυμάτων και μεταγωγή πακέτων.

Όταν χρησιμοποιείτε μεταγωγή κυκλώματος, δημιουργείται ένα κανάλι μετάδοσης δεδομένων μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη. Αυτό το κανάλι θα είναι ενεργό καθ' όλη τη διάρκεια της επικοινωνίας. Κατά τη χρήση αυτής της μεθόδου, είναι δυνατές μεγάλες καθυστερήσεις στην κατανομή ενός καναλιού λόγω της έλλειψης επαρκούς εύρους ζώνης, του φόρτου εργασίας του εξοπλισμού μεταγωγής ή του απασχολημένου του παραλήπτη.

Η εναλλαγή μηνυμάτων επιτρέπει τη μετάδοση ενός ολόκληρου (χωρίς διαχωρισμό σε μέρη) μηνύματος σε βάση αποθήκευσης και προώθησης. Κάθε ενδιάμεση συσκευή λαμβάνει ένα μήνυμα, το αποθηκεύει τοπικά και, όταν απελευθερωθεί το κανάλι επικοινωνίας μέσω του οποίου πρόκειται να σταλεί αυτό το μήνυμα, το στέλνει. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για τη μετάδοση μηνυμάτων ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗκαι οργάνωση ηλεκτρονικής διαχείρισης εγγράφων.

Όταν χρησιμοποιείτε μεταγωγή πακέτων, τα πλεονεκτήματα των δύο προηγούμενων μεθόδων συνδυάζονται. Κάθε μεγάλο μήνυμα χωρίζεται σε μικρά πακέτα, καθένα από τα οποία αποστέλλεται διαδοχικά στον παραλήπτη. Κατά τη διέλευση μέσω του διαδικτύου, για κάθε ένα από τα πακέτα, καθορίζεται η καλύτερη διαδρομή τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Αποδεικνύεται ότι τμήματα ενός μηνύματος μπορούν να φτάσουν στον παραλήπτη σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και μόνο αφού όλα τα μέρη συναρμολογηθούν, ο παραλήπτης θα μπορεί να εργαστεί με τα δεδομένα που λαμβάνονται.

Κάθε φορά που καθορίζεται μια διαδρομή δεδομένων, πρέπει να επιλέγεται η καλύτερη διαδρομή. Το καθήκον του προσδιορισμού της καλύτερης διαδρομής ονομάζεται δρομολόγηση. Αυτή η εργασία εκτελείται από δρομολογητές. Το καθήκον των δρομολογητών είναι να προσδιορίζουν πιθανές διαδρομές μετάδοσης δεδομένων, να διατηρούν τις πληροφορίες δρομολόγησης και να επιλέγουν τις καλύτερες διαδρομές. Η δρομολόγηση μπορεί να γίνει στατικά ή δυναμικά. Κατά τον ορισμό της στατικής δρομολόγησης, όλες οι σχέσεις μεταξύ λογικών δικτύων πρέπει να ορίζονται και να παραμένουν αμετάβλητες. Η δυναμική δρομολόγηση προϋποθέτει ότι ο ίδιος ο δρομολογητής μπορεί να καθορίσει νέες διαδρομές ή να τροποποιήσει πληροφορίες σχετικά με τις παλιές. Η δυναμική δρομολόγηση χρησιμοποιεί ειδικούς αλγόριθμους δρομολόγησης, οι πιο συνηθισμένοι από τους οποίους είναι το διάνυσμα απόστασης και η κατάσταση ζεύξης. Στην πρώτη περίπτωση, ο δρομολογητής χρησιμοποιεί μεταχειρισμένες πληροφορίες σχετικά με τη δομή του δικτύου από γειτονικούς δρομολογητές. Στη δεύτερη περίπτωση, ο δρομολογητής λειτουργεί με πληροφορίες σχετικά με τα δικά του κανάλια επικοινωνίας και αλληλεπιδρά με έναν ειδικό αντιπρόσωπο δρομολογητή για να δημιουργήσει έναν πλήρη χάρτη δικτύου.

Η επιλογή της καλύτερης διαδρομής επηρεάζεται συχνότερα από παράγοντες όπως ο αριθμός των δρομολογητών μέσω δρομολογητών (hop count) και ο αριθμός των ticks (μονάδες χρόνου) που απαιτούνται για να φτάσετε στο δίκτυο προορισμού (tick count).

Η υπηρεσία σύνδεσης επιπέδου δικτύου λειτουργεί όταν δεν χρησιμοποιείται η υπηρεσία σύνδεσης υποστρώματος επιπέδου σύνδεσης LLC του μοντέλου OSI.

Όταν δημιουργείτε ένα διαδικτυακό έργο, πρέπει να συνδέσετε λογικά δίκτυα που έχουν κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνολογίες και παρέχοντας μια ποικιλία υπηρεσιών. Για να λειτουργήσει ένα δίκτυο, τα λογικά δίκτυα πρέπει να είναι σε θέση να ερμηνεύουν σωστά τα δεδομένα και να ελέγχουν τις πληροφορίες. Αυτή η εργασία επιλύεται με τη βοήθεια μιας πύλης, η οποία είναι μια συσκευή ή ένα πρόγραμμα εφαρμογής που μεταφράζει και ερμηνεύει τους κανόνες ενός λογικού δικτύου σε κανόνες ενός άλλου. Γενικά, οι πύλες μπορούν να υλοποιηθούν σε οποιοδήποτε επίπεδο του μοντέλου OSI, αλλά πιο συχνά υλοποιούνται στα ανώτερα επίπεδα του μοντέλου.

στρώμα μεταφοράς

Το επίπεδο μεταφοράς σας επιτρέπει να αποκρύψετε τη φυσική και λογική δομή του δικτύου από τις εφαρμογές των ανώτερων στρωμάτων του μοντέλου OSI. Οι εφαρμογές λειτουργούν μόνο με συναρτήσεις υπηρεσιών που είναι αρκετά καθολικές και δεν εξαρτώνται από τις φυσικές και λογικές τοπολογίες δικτύου. Τα χαρακτηριστικά των λογικών και φυσικών δικτύων υλοποιούνται στα προηγούμενα επίπεδα, όπου το επίπεδο μεταφοράς μεταδίδει δεδομένα.

Το στρώμα μεταφοράς συχνά αντισταθμίζει την έλλειψη αξιόπιστης ή προσανατολισμένης στη σύνδεση υπηρεσίας σύνδεσης στα κατώτερα στρώματα. Ο όρος "αξιόπιστο" δεν σημαίνει ότι όλα τα δεδομένα θα παραδοθούν σε όλες τις περιπτώσεις. Ωστόσο, αξιόπιστες υλοποιήσεις πρωτοκόλλων επιπέδου μεταφοράς μπορούν συνήθως να αναγνωρίσουν ή να αρνηθούν την παράδοση δεδομένων. Εάν τα δεδομένα δεν παραδοθούν σωστά στη συσκευή λήψης, το επίπεδο μεταφοράς μπορεί να αναμεταδώσει ή να ενημερώσει τα ανώτερα στρώματα για την αποτυχία παράδοσης. Τα ανώτερα επίπεδα μπορούν στη συνέχεια να προβούν στις απαραίτητες διορθωτικές ενέργειες ή να δώσουν στον χρήστη τη δυνατότητα επιλογής.

Πολλά από τα πρωτόκολλα δίκτυα υπολογιστώνεπιτρέπει στους χρήστες να εργάζονται με απλά ονόματα φυσικών γλωσσών αντί για σύνθετες και δύσκολο να θυμούνται αλφαριθμητικές διευθύνσεις. Η Ανάλυση Διεύθυνσης/Ονομάτων είναι η λειτουργία αναγνώρισης ή αντιστοίχισης ονομάτων και αλφαριθμητικών διευθύνσεων μεταξύ τους. Αυτή η λειτουργία μπορεί να εκτελεστεί από κάθε οντότητα στο δίκτυο ή από παρόχους ειδική υπηρεσία, που ονομάζονται διακομιστές καταλόγου (διακομιστής καταλόγου), διακομιστές ονομάτων (διακομιστής ονομάτων) κ.λπ. Οι ακόλουθοι ορισμοί ταξινομούν τις μεθόδους ανάλυσης διεύθυνσης/όνομα:

• έναρξη υπηρεσίας από τον καταναλωτή·
• έναρξη παροχής υπηρεσιών.

Στην πρώτη περίπτωση, ο χρήστης του δικτύου έχει πρόσβαση σε μια υπηρεσία με το λογικό της όνομα, χωρίς να γνωρίζει την ακριβή τοποθεσία της υπηρεσίας. Ο χρήστης δεν γνωρίζει εάν αυτή η υπηρεσία είναι διαθέσιμη στο αυτή τη στιγμή. Όταν γίνεται πρόσβαση, το λογικό όνομα αντιστοιχίζεται στο φυσικό όνομα και σταθμός εργασίαςο χρήστης πραγματοποιεί μια κλήση απευθείας στην υπηρεσία. Στη δεύτερη περίπτωση, κάθε υπηρεσία ανακοινώνεται σε όλους τους πελάτες δικτύου σε περιοδική βάση. Καθένας από τους πελάτες σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή γνωρίζει εάν η υπηρεσία είναι διαθέσιμη και μπορεί να έχει άμεση πρόσβαση στην υπηρεσία.

Μέθοδοι αντιμετώπισης

Οι διευθύνσεις υπηρεσίας προσδιορίζουν συγκεκριμένες διαδικασίες λογισμικού που εκτελούνται σε συσκευές δικτύου. Εκτός από αυτές τις διευθύνσεις, οι πάροχοι υπηρεσιών παρακολουθούν τις διάφορες συνομιλίες που έχουν με συσκευές που ζητούν υπηρεσίες. Δύο διαφορετική μέθοδοςΤα παράθυρα διαλόγου χρησιμοποιούν τις ακόλουθες διευθύνσεις:

• αναγνωριστικό σύνδεσης.
• Ταυτότητα συναλλαγής.

Ένα αναγνωριστικό σύνδεσης, που ονομάζεται επίσης αναγνωριστικό σύνδεσης, θύρα ή υποδοχή, προσδιορίζει κάθε συνομιλία. Με ένα αναγνωριστικό σύνδεσης, ένας πάροχος σύνδεσης μπορεί να επικοινωνήσει με περισσότερους από έναν πελάτες. Ο πάροχος υπηρεσιών αναφέρεται σε κάθε οντότητα μεταγωγής με τον αριθμό της και βασίζεται στο επίπεδο μεταφοράς για τον συντονισμό άλλων διευθύνσεων χαμηλότερου επιπέδου. Το αναγνωριστικό σύνδεσης συσχετίζεται με ένα συγκεκριμένο παράθυρο διαλόγου.

Τα αναγνωριστικά συναλλαγών είναι σαν τα αναγνωριστικά σύνδεσης, αλλά λειτουργούν σε μονάδες μικρότερες από τη συνομιλία. Μια συναλλαγή αποτελείται από ένα αίτημα και μια απάντηση. Οι πάροχοι υπηρεσιών και οι καταναλωτές παρακολουθούν την αναχώρηση και την άφιξη κάθε συναλλαγής και όχι τη συνομιλία στο σύνολό της.

στρώμα συνεδρίας

Το επίπεδο συνεδρίας διευκολύνει την αλληλεπίδραση μεταξύ συσκευών που ζητούν και παρέχουν υπηρεσίες. Οι συνεδρίες επικοινωνίας ελέγχονται μέσω μηχανισμών που δημιουργούν, διατηρούν, συγχρονίζουν και διαχειρίζονται μια συνομιλία μεταξύ οντοτήτων που επικοινωνούν. Αυτό το επίπεδο βοηθά επίσης τα ανώτερα στρώματα να αναγνωρίζουν και να συνδέονται με μια διαθέσιμη υπηρεσία δικτύου.

Το επίπεδο περιόδου λειτουργίας χρησιμοποιεί τις πληροφορίες λογικής διεύθυνσης που παρέχονται από τα κατώτερα επίπεδα για να προσδιορίσει τα ονόματα διακομιστών και τις διευθύνσεις που απαιτούνται από τα ανώτερα επίπεδα.

Το επίπεδο περιόδου λειτουργίας ξεκινά επίσης συνομιλίες μεταξύ συσκευών παρόχου υπηρεσιών και συσκευών καταναλωτή. Κατά την εκτέλεση αυτής της λειτουργίας, το επίπεδο συνεδρίας συχνά αντιπροσωπεύει, ή προσδιορίζει, κάθε αντικείμενο και συντονίζει τα δικαιώματα πρόσβασης σε αυτό.

Το επίπεδο συνεδρίας υλοποιεί τον έλεγχο συνομιλίας χρησιμοποιώντας έναν από τους τρεις τρόπους επικοινωνίας - simplex, half duplex και full duplex.

Η απλή επικοινωνία περιλαμβάνει μόνο μονόδρομη μετάδοση από την πηγή στον δέκτη της πληροφορίας. Οχι ανατροφοδότηση(από τον δέκτη στην πηγή) αυτή η μέθοδος επικοινωνίας δεν παρέχει. Το Half duplex επιτρέπει τη χρήση ενός μέσου μετάδοσης δεδομένων για αμφίδρομες μεταφορές πληροφοριών, ωστόσο, οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν μόνο προς μία κατεύθυνση κάθε φορά. Το Full duplex παρέχει ταυτόχρονη μετάδοση πληροφοριών και προς τις δύο κατευθύνσεις μέσω του μέσου μετάδοσης δεδομένων.

Η διαχείριση μιας συνόδου επικοινωνίας μεταξύ δύο οντοτήτων δικτύου, που αποτελείται από τη δημιουργία μιας σύνδεσης, τη μεταφορά δεδομένων, τον τερματισμό μιας σύνδεσης, εκτελείται επίσης σε αυτό το επίπεδο του μοντέλου OSI. Αφού δημιουργηθεί η συνεδρία, το λογισμικό που υλοποιεί τις λειτουργίες αυτού του επιπέδου μπορεί να ελέγξει την υγεία (να διατηρήσει) τη σύνδεση μέχρι να τερματιστεί.

Επίπεδο παρουσίασης

Το κύριο καθήκον του επιπέδου παρουσίασης δεδομένων είναι η μετατροπή δεδομένων σε κοινά αποδεκτές μορφές (σύνταξη ανταλλαγής) που είναι κατανοητές από όλες τις εφαρμογές δικτύου και τους υπολογιστές στους οποίους εκτελούνται οι εφαρμογές. Σε αυτό το επίπεδο, επιλύονται επίσης οι εργασίες συμπίεσης και αποσυμπίεσης δεδομένων και η κρυπτογράφηση τους.

Ο μετασχηματισμός αναφέρεται στην αλλαγή της σειράς των bit σε byte, της σειράς των byte σε μια λέξη, των κωδικών χαρακτήρων και της σύνταξης των ονομάτων αρχείων.

Η ανάγκη αλλαγής της σειράς των bit και των byte οφείλεται στην παρουσία μεγάλου αριθμού διαφορετικών επεξεργαστών, υπολογιστών, συμπλεγμάτων και συστημάτων. Οι επεξεργαστές από διαφορετικούς κατασκευαστές μπορεί να ερμηνεύουν διαφορετικά το μηδέν και το έβδομο bit σε ένα byte (είτε το μηδενικό bit είναι το υψηλότερο bit είτε το έβδομο bit). Ομοίως, τα byte που αποτελούν μεγάλες μονάδες πληροφοριών - λέξεις - ερμηνεύονται διαφορετικά.

Προκειμένου οι χρήστες διαφορετικών λειτουργικών συστημάτων να λαμβάνουν πληροφορίες με τη μορφή αρχείων με σωστά ονόματα και περιεχόμενα, αυτό το επίπεδο διασφαλίζει τον σωστό μετασχηματισμό της σύνταξης του αρχείου. Διαφορετικά λειτουργικά συστήματα λειτουργούν διαφορετικά με τα συστήματα αρχείων τους, εφαρμόζουν διαφορετικούς τρόπους σχηματισμού ονομάτων αρχείων. Οι πληροφορίες σε αρχεία αποθηκεύονται επίσης σε μια συγκεκριμένη κωδικοποίηση χαρακτήρων. Όταν δύο αντικείμενα δικτύου αλληλεπιδρούν, είναι σημαντικό το καθένα από αυτά να μπορεί να ερμηνεύει πληροφορίες αρχείουμε τον δικό του τρόπο, αλλά το νόημα των πληροφοριών δεν πρέπει να αλλάξει.

Το επίπεδο παρουσίασης μετατρέπει τα δεδομένα σε μια αμοιβαία συμφωνημένη μορφή (μια σύνταξη ανταλλαγής) που είναι κατανοητή από όλες τις εφαρμογές δικτύου και τους υπολογιστές που εκτελούν τις εφαρμογές. Μπορεί επίσης να συμπιέσει και να αποσυμπιέσει, καθώς και να κρυπτογραφήσει και να αποκρυπτογραφήσει δεδομένα.

Οι υπολογιστές χρησιμοποιούν διαφορετικούς κανόνες για την αναπαράσταση δεδομένων με δυαδικά 0 και 1. Αν και όλοι αυτοί οι κανόνες προσπαθούν να επιτύχουν τον κοινό στόχο της παρουσίασης αναγνώσιμων από τον άνθρωπο δεδομένων, οι κατασκευαστές υπολογιστών και οι οργανισμοί προτύπων έχουν δημιουργήσει κανόνες που έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους. Όταν δύο υπολογιστές που χρησιμοποιούν διαφορετικά σύνολα κανόνων προσπαθούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους, συχνά χρειάζεται να εκτελέσουν κάποιους μετασχηματισμούς.

Τα τοπικά και δικτυακά λειτουργικά συστήματα συχνά κρυπτογραφούν δεδομένα για να τα προστατεύσουν από μη εξουσιοδοτημένη χρήση. Η κρυπτογράφηση είναι ένας γενικός όρος που περιγράφει ορισμένες από τις μεθόδους προστασίας δεδομένων. Η προστασία εκτελείται συχνά με κρυπτογράφηση δεδομένων, η οποία χρησιμοποιεί μία ή περισσότερες από τις τρεις μεθόδους: μετάθεση, αντικατάσταση, αλγεβρική μέθοδος.

Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους είναι απλώς ένας ειδικός τρόπος προστασίας δεδομένων με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι κατανοητό μόνο από όσους γνωρίζουν τον αλγόριθμο κρυπτογράφησης. Η κρυπτογράφηση δεδομένων μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο σε υλικό όσο και σε λογισμικό. Ωστόσο, συνήθως εκτελείται κρυπτογράφηση δεδομένων από άκρο σε άκρο προγραμματικάκαι θεωρείται μέρος των συναρτήσεων του επιπέδου παρουσίασης. Για την ειδοποίηση αντικειμένων σχετικά με τη μέθοδο κρυπτογράφησης που χρησιμοποιείται, χρησιμοποιούνται συνήθως 2 μέθοδοι - μυστικά κλειδιά και δημόσια κλειδιά.

Οι μέθοδοι κρυπτογράφησης μυστικού κλειδιού χρησιμοποιούν ένα μόνο κλειδί. Οι οντότητες δικτύου που κατέχουν το κλειδί μπορούν να κρυπτογραφήσουν και να αποκρυπτογραφήσουν κάθε μήνυμα. Επομένως, το κλειδί πρέπει να παραμείνει μυστικό. Το κλειδί μπορεί να ενσωματωθεί στα τσιπ υλικού ή να εγκατασταθεί από τον διαχειριστή του δικτύου. Κάθε φορά που αλλάζετε το κλειδί, όλες οι συσκευές πρέπει να τροποποιούνται (κατά προτίμηση δεν χρησιμοποιούν το δίκτυο για τη μετάδοση της τιμής του νέου κλειδιού).

Τα αντικείμενα δικτύου που χρησιμοποιούν μεθόδους κρυπτογράφησης δημόσιου κλειδιού παρέχονται με ένα μυστικό κλειδί και κάποια γνωστή τιμή. Το αντικείμενο δημιουργεί ένα δημόσιο κλειδί χειραγωγώντας μια γνωστή τιμή μέσω ενός ιδιωτικού κλειδιού. Η οντότητα που εκκινεί την επικοινωνία στέλνει το δημόσιο κλειδί της στον δέκτη. Στη συνέχεια, η άλλη οντότητα συνδυάζει μαθηματικά το δικό της ιδιωτικό κλειδί με το δημόσιο κλειδί που της έχει δοθεί για να δημιουργήσει μια αμοιβαία αποδεκτή τιμή κρυπτογράφησης.

Η κατοχή μόνο του δημόσιου κλειδιού είναι ελάχιστη χρήσιμη για μη εξουσιοδοτημένους χρήστες. Η πολυπλοκότητα του κλειδιού κρυπτογράφησης που προκύπτει είναι αρκετά μεγάλη για να υπολογιστεί αποδεκτό χρόνο. Ακόμη και γνωρίζοντας το δικό σας μυστικό κλειδί και κάποιου άλλου δημόσιο κλειδίδεν βοηθάει πολύ στον προσδιορισμό ενός άλλου μυστικού κλειδιού - λόγω της πολυπλοκότητας των λογαριθμικών υπολογισμών για μεγάλους αριθμούς.

Επίπεδο εφαρμογής

Το επίπεδο εφαρμογής περιέχει όλα τα στοιχεία και τις λειτουργίες ειδικά για κάθε τύπο υπηρεσίας δικτύου. Τα έξι κατώτερα επίπεδα συνδυάζουν τις εργασίες και τις τεχνολογίες που παρέχουν συνολική υποστήριξη για την υπηρεσία δικτύου, ενώ το επίπεδο εφαρμογής παρέχει τα πρωτόκολλα που απαιτούνται για την εκτέλεση συγκεκριμένων λειτουργιών υπηρεσίας δικτύου.

Οι διακομιστές παρέχουν στους πελάτες δικτύου πληροφορίες σχετικά με τους τύπους υπηρεσιών που παρέχουν. Οι βασικοί μηχανισμοί για τον προσδιορισμό των προσφερόμενων υπηρεσιών παρέχονται από στοιχεία όπως οι διευθύνσεις υπηρεσιών. Επιπλέον, οι διακομιστές χρησιμοποιούν τέτοιες μεθόδους παρουσίασης της υπηρεσίας τους ως ενεργητική και παθητική παρουσίαση υπηρεσίας.

Σε μια διαφήμιση Active υπηρεσίας, κάθε διακομιστής στέλνει περιοδικά μηνύματα (συμπεριλαμβανομένων των διευθύνσεων υπηρεσίας) ανακοινώνοντας τη διαθεσιμότητά του. Οι πελάτες μπορούν επίσης να κάνουν ψηφοφορία σε συσκευές δικτύου για έναν συγκεκριμένο τύπο υπηρεσίας. Οι πελάτες δικτύου συλλέγουν προβολές από διακομιστές και σχηματίζουν πίνακες με τις τρέχουσες διαθέσιμες υπηρεσίες. Τα περισσότερα δίκτυα που χρησιμοποιούν την ενεργή μέθοδο παρουσίασης ορίζουν επίσης μια συγκεκριμένη περίοδο ισχύος για παρουσιάσεις υπηρεσιών. Για παράδειγμα, εάν ένα πρωτόκολλο δικτύου καθορίζει ότι οι αναπαραστάσεις υπηρεσιών θα πρέπει να αποστέλλονται κάθε πέντε λεπτά, τότε οι πελάτες θα λήξουν το χρονικό όριο εκείνων των υπηρεσιών που δεν έχουν παρουσιαστεί τα τελευταία πέντε λεπτά. Όταν λήξει το χρονικό όριο, ο πελάτης αφαιρεί την υπηρεσία από τους πίνακές του.

Οι διακομιστές υλοποιούν μια διαφήμιση παθητικής υπηρεσίας καταχωρώντας την υπηρεσία και τη διεύθυνσή τους στον κατάλογο. Όταν οι πελάτες θέλουν να καθορίσουν ποιες υπηρεσίες είναι διαθέσιμες, απλώς ρωτούν τον κατάλογο για μια τοποθεσία. επιθυμητή υπηρεσίακαι για τη διεύθυνσή του.

Για να μπορέσει να χρησιμοποιηθεί μια υπηρεσία δικτύου, πρέπει να είναι διαθέσιμη στο τοπικό λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για την επίλυση αυτού του προβλήματος, αλλά κάθε τέτοια μέθοδος μπορεί να προσδιοριστεί από τη θέση ή το επίπεδο στο οποίο η τοπική λειτουργικό σύστημααναγνωρίζει το λειτουργικό σύστημα του δικτύου. Η παρεχόμενη υπηρεσία μπορεί να χωριστεί σε τρεις κατηγορίες:

• υποκλοπή κλήσεων λειτουργικού συστήματος.
• απομακρυσμένη λειτουργία?
• συλλογική επεξεργασία δεδομένων.

Όταν χρησιμοποιείτε την παρακολούθηση κλήσεων OC, το τοπικό λειτουργικό σύστημα αγνοεί εντελώς την ύπαρξη μιας υπηρεσίας δικτύου. Για παράδειγμα, όταν μια εφαρμογή DOS προσπαθεί να διαβάσει ένα αρχείο από έναν διακομιστή αρχείων δικτύου, το υποθέτει δεδομένο αρχείοβρίσκεται σε τοπική αποθήκευση. Στην πραγματικότητα, ένα ειδικό κομμάτι λογισμικού παρεμποδίζει ένα αίτημα για ανάγνωση ενός αρχείου προτού φτάσει στο τοπικό λειτουργικό σύστημα (DOS) και προωθεί το αίτημα σε μια υπηρεσία αρχείων δικτύου.

Στο άλλο άκρο, στην απομακρυσμένη λειτουργία, το τοπικό λειτουργικό σύστημα γνωρίζει το δίκτυο και είναι υπεύθυνο για την προώθηση αιτημάτων στην υπηρεσία δικτύου. Ωστόσο, ο διακομιστής δεν γνωρίζει τίποτα για τον πελάτη. Για το λειτουργικό σύστημα διακομιστή, όλα τα αιτήματα προς μια υπηρεσία φαίνονται ίδια είτε είναι εσωτερικά είτε μεταδίδονται μέσω του δικτύου.

Τέλος, υπάρχουν λειτουργικά συστήματα που γνωρίζουν την ύπαρξη του δικτύου. Τόσο ο καταναλωτής της υπηρεσίας όσο και ο πάροχος υπηρεσιών αναγνωρίζουν ο ένας την ύπαρξη του άλλου και συνεργάζονται για να συντονίσουν τη χρήση της υπηρεσίας. Αυτός ο τύπος χρήσης υπηρεσίας απαιτείται συνήθως για ομότιμη συλλογική επεξεργασία δεδομένων. Η συλλογική επεξεργασία δεδομένων περιλαμβάνει την κοινή χρήση των δυνατοτήτων επεξεργασίας δεδομένων για την εκτέλεση μιας μεμονωμένης εργασίας. Αυτό σημαίνει ότι το λειτουργικό σύστημα πρέπει να γνωρίζει την ύπαρξη και τις δυνατότητες άλλων και να μπορεί να συνεργαστεί μαζί τους για να εκτελέσει την επιθυμητή εργασία.

ComputerPress 6 "1999

Εντοπίστηκε ένα θέμα ευπάθειας (CVE-2019-18634) στο βοηθητικό πρόγραμμα sudo που χρησιμοποιείται για την οργάνωση της εκτέλεσης εντολών για λογαριασμό άλλων χρηστών, το οποίο σας επιτρέπει να αυξήσετε τα προνόμιά σας στο σύστημα. Πρόβλημα […]

Η κυκλοφορία του WordPress 5.3 βελτιώνει και επεκτείνει το πρόγραμμα επεξεργασίας μπλοκ που εισήχθη στο WordPress 5.0 με ένα νέο μπλοκ, πιο διαισθητική αλληλεπίδραση και βελτιωμένη προσβασιμότητα. Νέες δυνατότητες στο πρόγραμμα επεξεργασίας […]

Μετά από εννέα μήνες ανάπτυξης, είναι διαθέσιμο το πακέτο πολυμέσων FFmpeg 4.2, το οποίο περιλαμβάνει ένα σύνολο εφαρμογών και μια συλλογή βιβλιοθηκών για λειτουργίες σε διάφορες μορφές πολυμέσων (εγγραφή, μετατροπή και […]

Νέες δυνατότητες στο Linux Mint 19.2 Cinnamon

Το Linux Mint 19.2 είναι μια έκδοση μακροπρόθεσμης υποστήριξης που θα υποστηρίζεται μέχρι το 2023. Έρχεται με ενημερωμένο λογισμικό και περιέχει βελτιώσεις και πολλά νέα […]

Κυκλοφόρησε η διανομή Linux Mint 19.2

Παρουσιάζεται η κυκλοφορία του κιτ διανομής Linux Mint 19.2, της δεύτερης ενημέρωσης του κλάδου Linux Mint 19.x, που δημιουργήθηκε στη βάση πακέτου Ubuntu 18.04 LTS και υποστηρίζεται μέχρι το 2023. Η διανομή είναι πλήρως συμβατή […]

Διατίθενται νέες εκδόσεις υπηρεσιών του BIND που περιέχουν διορθώσεις σφαλμάτων και βελτιώσεις λειτουργιών. Μπορείτε να λάβετε νέες εκδόσεις από τη σελίδα λήψεων στον ιστότοπο του προγραμματιστή: […]

Το Exim είναι ένας παράγοντας μεταφοράς μηνυμάτων (MTA) που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Cambridge για χρήση σε συστήματα Unix που είναι συνδεδεμένα στο Διαδίκτυο. Διατίθεται δωρεάν σύμφωνα με […]

Μετά από σχεδόν δύο χρόνια ανάπτυξης, κυκλοφορεί το ZFS σε Linux 0.8.0, μια υλοποίηση του συστήματος αρχείων ZFS που συσκευάζεται ως λειτουργική μονάδα για τον πυρήνα του Linux. Η ενότητα έχει δοκιμαστεί με πυρήνες Linux από 2.6.32 έως […]

Η IETF (Internet Engineering Task Force), η οποία αναπτύσσει τα πρωτόκολλα και την αρχιτεκτονική του Διαδικτύου, ολοκλήρωσε τη διαμόρφωση του RFC για το ACME (Αυτόματο Περιβάλλον Διαχείρισης Πιστοποιητικών) […]

Η Let’s Encrypt, μια μη κερδοσκοπική αρχή πιστοποίησης που ελέγχεται από την κοινότητα και παρέχει πιστοποιητικά δωρεάν σε όλους, συνόψισε την περασμένη χρονιά και μίλησε για σχέδια για το 2019. […]

Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο στην αναφορά μοντέλο OSI επτά επιπέδων δικτύου. Εδώ θα βρείτε την απάντηση στην ερώτηση γιατί οι διαχειριστές συστήματος πρέπει να κατανοήσουν αυτό το μοντέλο δικτύου, θα ληφθούν υπόψη και τα 7 επίπεδα του μοντέλου και θα μάθετε επίσης τα βασικά του μοντέλου TCP / IP, το οποίο δημιουργήθηκε με βάση το μοντέλο αναφοράς OSI.

Όταν άρχισα να ασχολούμαι με διάφορες τεχνολογίες πληροφορικής, άρχισα να δουλεύω σε αυτόν τον τομέα, φυσικά, δεν ήξερα για κανένα μοντέλο, ούτε καν το σκέφτηκα, αλλά ένας πιο έμπειρος ειδικός με συμβούλεψε να σπουδάσω, ή μάλλον, απλώς κατανοήστε αυτό το μοντέλο, προσθέτοντας ότι « εάν κατανοήσετε όλες τις αρχές της αλληλεπίδρασης, θα είναι πολύ πιο εύκολο να διαχειριστείτε, να διαμορφώσετε το δίκτυο και να λύσετε όλα τα είδη δικτύου και άλλα προβλήματα". Φυσικά, τον υπάκουσα και άρχισα να φτυαρίζω βιβλία, το Διαδίκτυο και άλλες πηγές πληροφοριών, ελέγχοντας ταυτόχρονα για υπάρχον δίκτυο, είναι αλήθεια αυτό;

ΣΤΟ σύγχρονος κόσμοςη ανάπτυξη της δικτυακής υποδομής έχει φτάσει σε τόσο υψηλό επίπεδο που χωρίς να δημιουργηθεί ένα μικρό δίκτυο, μια επιχείρηση ( συμπεριλαμβανομένου και μικρά) δεν θα μπορούν απλώς να υπάρχουν κανονικά, επομένως οι διαχειριστές συστήματος γίνονται όλο και πιο περιζήτητοι. Και για υψηλής ποιότητας κατασκευή και διαμόρφωση οποιουδήποτε δικτύου, Διαχειριστής συστήματοςΠρέπει να κατανοήσετε τις αρχές του μοντέλου αναφοράς OSI, για να μάθετε να κατανοείτε την αλληλεπίδραση των εφαρμογών δικτύου, και μάλιστα τις αρχές της μεταφοράς δεδομένων δικτύου, θα προσπαθήσω να παρουσιάσω αυτό το υλικό με προσιτό τρόπο ακόμη και για αρχάριους διαχειριστές.

Μοντέλο δικτύου OSI (Βασικό μοντέλο αναφοράς διασύνδεσης ανοιχτών συστημάτων) είναι ένα αφηρημένο μοντέλο του τρόπου με τον οποίο οι υπολογιστές, οι εφαρμογές και άλλες συσκευές αλληλεπιδρούν σε ένα δίκτυο. Εν ολίγοις, η ουσία αυτού του μοντέλου είναι ότι ο οργανισμός ISO ( Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης) ανέπτυξε ένα πρότυπο για τη λειτουργία του δικτύου έτσι ώστε όλοι να μπορούν να βασίζονται σε αυτό και υπήρχε συμβατότητα όλων των δικτύων και αλληλεπίδραση μεταξύ τους. Ένα από τα πιο δημοφιλή πρωτόκολλα αλληλεπίδρασης δικτύου, που χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο, είναι το TCP/IP και είναι χτισμένο με βάση το μοντέλο αναφοράς.

Λοιπόν, ας πάμε κατευθείαν στα επίπεδα αυτού του μοντέλου και πρώτα, ας εξοικειωθούμε με τη γενική εικόνα αυτού του μοντέλου στο πλαίσιο των επιπέδων του.

Τώρα ας μιλήσουμε λεπτομερέστερα για κάθε επίπεδο, συνηθίζεται να περιγράφουμε τα επίπεδα του μοντέλου αναφοράς από πάνω προς τα κάτω, σε αυτή τη διαδρομή λαμβάνει χώρα η αλληλεπίδραση, σε έναν υπολογιστή από πάνω προς τα κάτω και στον υπολογιστή όπου τα δεδομένα λαμβάνεται από κάτω προς τα πάνω, δηλ. τα δεδομένα περνούν από κάθε επίπεδο διαδοχικά.

Περιγραφή των επιπέδων του μοντέλου δικτύου

Επίπεδο εφαρμογής (7) (στρώμα εφαρμογής) είναι η αφετηρία και ταυτόχρονα τελικό σημείοδεδομένα που θέλετε να μεταφέρετε μέσω του δικτύου. Αυτό το επίπεδο είναι υπεύθυνο για την αλληλεπίδραση των εφαρμογών μέσω του δικτύου, δηλ. Οι εφαρμογές επικοινωνούν σε αυτό το επίπεδο. Αυτό είναι το υψηλότερο επίπεδο και πρέπει να το θυμάστε αυτό όταν επιλύετε προβλήματα που προκύπτουν.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNETκαι άλλοι. Με άλλα λόγια, η εφαρμογή 1 στέλνει ένα αίτημα στην εφαρμογή 2 χρησιμοποιώντας αυτά τα πρωτόκολλα και για να ανακαλύψει ότι η εφαρμογή 1 έστειλε ένα αίτημα στην εφαρμογή 2, πρέπει να υπάρχει μια σύνδεση μεταξύ τους και είναι το πρωτόκολλο που είναι υπεύθυνο για αυτό σύνδεση.

Επίπεδο παρουσίασης (6)- αυτό το επίπεδο είναι υπεύθυνο για την κωδικοποίηση των δεδομένων, έτσι ώστε στη συνέχεια να μεταδοθούν μέσω του δικτύου και να τα μετατρέψει ανάλογα, ώστε η εφαρμογή να κατανοήσει αυτά τα δεδομένα. Μετά από αυτό το επίπεδο, τα δεδομένα για άλλα επίπεδα γίνονται τα ίδια, π.χ. ανεξάρτητα από το ποια είναι τα δεδομένα, είτε πρόκειται για έγγραφο word είτε για μήνυμα email.

Τα ακόλουθα πρωτόκολλα λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο: RDP, LPP, NDRκαι άλλοι.

Επίπεδο συνεδρίας (5)– είναι υπεύθυνος για τη διατήρηση της περιόδου σύνδεσης μεταξύ των μεταφορών δεδομένων, π.χ. η διάρκεια της συνεδρίας διαφέρει, ανάλογα με τα δεδομένα που μεταδίδονται, επομένως πρέπει να διατηρηθεί ή να τερματιστεί.

Τα ακόλουθα πρωτόκολλα λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο: ASP, L2TP, PPTPκαι άλλοι.

Στρώμα μεταφοράς (4)- Υπεύθυνος για την αξιοπιστία της μετάδοσης δεδομένων. Επίσης, χωρίζει τα δεδομένα σε τμήματα και τα επανασυναρμολογεί, καθώς τα δεδομένα διατίθενται σε διαφορετικά μεγέθη. Υπάρχουν δύο γνωστά πρωτόκολλα αυτού του επιπέδου - αυτά είναι TCP και UDP. Το πρωτόκολλο TCP παρέχει εγγύηση ότι τα δεδομένα θα παραδοθούν πλήρως, αλλά το πρωτόκολλο UDP δεν το εγγυάται, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς.

Επίπεδο δικτύου (3)- προορίζεται να καθορίσει τη διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσουν τα δεδομένα. Οι δρομολογητές λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο. Είναι επίσης υπεύθυνος για: τη μετάφραση λογικών διευθύνσεων και ονομάτων σε φυσικά, τον καθορισμό μιας σύντομης διαδρομής, την εναλλαγή και τη δρομολόγηση και την παρακολούθηση προβλημάτων δικτύου. Λειτουργεί σε αυτό το επίπεδο. Πρωτόκολλο IPκαι πρωτόκολλα δρομολόγησης όπως RIP, OSPF.

Επίπεδο συνδέσμου (2)- παρέχει αλληλεπίδραση σε φυσικό επίπεδο, σε αυτό το επίπεδο καθορίζονται διευθύνσεις MAC συσκευές δικτύου, τα σφάλματα παρακολουθούνται και διορθώνονται επίσης εδώ, π.χ. ζητήστε ξανά το κατεστραμμένο πλαίσιο.

Φυσικό στρώμα (1)- αυτή είναι απευθείας η μετατροπή όλων των πλαισίων σε ηλεκτρικούς παλμούς και αντίστροφα. Με άλλα λόγια, η φυσική μετάδοση δεδομένων. Εργαστείτε σε αυτό το επίπεδο συγκεντρωτές.

Έτσι μοιάζει η όλη διαδικασία μεταφοράς δεδομένων από τη σκοπιά αυτού του μοντέλου. Είναι μια αναφορά και τυποποιημένη και ως εκ τούτου άλλες τεχνολογίες και μοντέλα δικτύου βασίζονται σε αυτό, ιδίως το μοντέλο TCP / IP.

Μοντέλο TCP IP

Μοντέλο TCP/IPελαφρώς διαφορετικό από το μοντέλο OSI, για να είμαστε πιο συγκεκριμένοι, σε αυτό το μοντέλο έχουν συνδυαστεί ορισμένα επίπεδα του μοντέλου OSI και υπάρχουν μόνο 4 από αυτά εδώ:

• Εφαρμοσμένος;
• Μεταφορά;
• Δίκτυο;
• Κανάλι.

Η εικόνα δείχνει τη διαφορά μεταξύ των δύο μοντέλων και δείχνει για άλλη μια φορά σε ποια επίπεδα λειτουργούν τα γνωστά πρωτόκολλα.

Είναι δυνατό να μιλήσουμε για το μοντέλο δικτύου OSI και συγκεκριμένα για την αλληλεπίδραση των υπολογιστών στο δίκτυο για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν θα χωρέσει σε ένα άρθρο, και θα είναι λίγο ακατανόητο, γι' αυτό προσπάθησα εδώ να παρουσιάσω, όπως ήταν η βάση αυτού του μοντέλου και μια περιγραφή όλων των επιπέδων. Το κύριο πράγμα είναι να καταλάβετε ότι όλα αυτά είναι πραγματικά αλήθεια και το αρχείο που στείλατε μέσω του δικτύου απλώς περνάει " τεράστιος» διαδρομή πριν φτάσετε στον τελικό χρήστη, αλλά συμβαίνει τόσο γρήγορα που δεν το παρατηρείτε, σε μεγάλο βαθμό χάρη στις προηγμένες τεχνολογίες δικτύου.

Ελπίζω ότι όλα αυτά θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε την αλληλεπίδραση των δικτύων.