Компьютерные сети. Назначение. Классификация. Базовые топологии (стр. 3 )

25. Назначение и виды драйверов в компьютерных сетях.

Драйвер - компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого устройства (как внешнего, так и внутреннего). Обычно с ОС поставляются драйверы для ключевых компонентов, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (принтер, модем, сетевая карта) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

26. Сети ETHERNET на витой паре. Основные характеристики.

10BASE-T (Локальная сеть Ethernet по витой паре) использует физическую звездную топологию (логическая топология - все еще "шина") со станциями, подключенными двумя парами кабеля с витой пары к центру.

• Среда передачи — неэкранированная витая пара (UTP) категории 3 или выше. Причем для соединения устройств задействуются две пары: на прием и передачу данных.

• Сетевая топология — «звезда».

• Максимальная длина кабеля между устройствами — 100 м.

• Максимальная длина сегмента сети — 500 м. (под сегментом здесь понимается расстояние от рабочей станции до первоначального концентратора)

Для расширения сети хабы могут каскадно соединяться друг с другом, образуя древовидную топологию с единственным хабом в вершине. Максимальное количество устройств — 1024.

Для монтажа применяются 8-контактные разъемы и розетки RJ-45. Подробнее о монтаже будет рассказано позже.

Преимущества: надежность и удобство, обусловленное применением топологии «звезда».

Недостатки: необходим концентратор и большое количество кабеля.

Название 10BASE-T происходит от некоторых свойств физической основы (кабеля). «10» ссылается на скорость передачи данных в 10 Мбит/с. Слово «BASE» — сокращение от «baseband» signalling (метод передачи данных без модуляции). Это значит, что только один Ethernet-сигнал может находиться на линии в конкретный момент времени. Другими словами, не используется мультиплексирование (multiplexing), как в широкополосных каналах. Буква «T» происходит от слова «twisted pair» (витая пара), обозначая используемый тип кабеля.

10BASE-T использует разъёмы типа 8P8C, обжатые согласно таблицам T568A или T568B, определённым в стандарте TIA/EIA-568-B. Используются только вторая и третья пара (оранжевая и зелёная). Если тип обжима на обоих концах сегмента одинаков, то такой сегмент подходит для передачи данных между концентратором, коммутатором, и узлом сети (компьютером). Если тип обжима на разных концах кабеля противоположенный, такой кабель подходит для передачи данных между двумя узлами (компьютерами), или двумя шинами/коммутаторами. Такой кабель обычно называют кроссовером (crossover cable)

В стеке протоколов OSI, 10BASE-T находится на физическом уровне. Ethernet выполняет адресацию на уровне канала данных и некоторое число функций физического уровня. В этом стеке, 10BASE-T — один из возможных стандартов физического уровня для реализации ethernet — другими вариантами являются 10BASE2, 10BASE5, и 100BASE-TX. Протоколами сетевого уровня, таким как IP.

27. Сети ETHERNET на тонком коаксиале. Основные характеристики.

10BASE2 ("тонкий" Ethernet или более дешевая сеть) использует топологию типа "шина" с тонким коаксиальным кабелем как средой передачи.

Преимущества: простота в установке; дешевизна.

Недостатки: отсутствие оперативной информации о состоянии моноканала.

Предусматривает использование тонкого (около 6 мм) коаксиального кабеля с сопротивлением 50 Ом. Основные характеристики:

• Сетевая топология — общая шина;

• Минимальное расстояние между точками подключения — 0,5 м;

• Максимальная длина сегмента сети — 185 м;

• Максимальное число узлов на сегмент сети — 30;

• Максимальное количество сегментов — 5;

• Сегмент оканчивается терминаторами, один из которых заземлен.

10Base2 использует внутренние трансиверы, встроенные в схему контроллера, а рабочие станции подключаются к кабелю при помощи Т-коннекторов. Отрезки кабеля, соединяющие соседние станции, подключаются к Т-коннекторам при помощи BNC-разъемов. Чтобы соединить два отрезка кабеля, используются I-коннекторы.

Название 10BASE2 происходит от некоторых физических свойств передающей среды. Число 10 означает максимальную скорость передачи данных в 10 Мбит/с. Слово BASE является сокращением от baseband (принцип передачи данных без модуляции), а двойка является первой цифрой числа 200 — округлённой максимальной длины сегмента сети (точное значение — 185 метров).

28. Сети ETHERNET на толстом коаксиале. Основные характеристики.

10BASE5 ("толстый" Ethernet) использует топологию типа "шина" с толстым коаксиальным кабелем как средой передачи.

Эта спецификация предусматривает использование толстого (около 12 мм) коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, на концах которого устанавливаются терминаторы, один из которых должен быть заземлен.

Преимущества: большая длина сегмента; хорошая помехозащищенность.

Недостатки: использование в качестве сетевой топологии общей шины.

Основные характеристики:

• Сетевая топология — общая шина;

• Минимальное расстояние между точками подключения — 2,5 м;

• Максимальная длина сегмента сети (части кабеля, ограниченной терминаторами, повторителями, мостами или маршрутизаторами) — 500 м;

• Максимальное число узлов на сегмент сети — 100;

• Максимальное количество сегментов — 5;

• Максимальное расстояние от трансивера (см. рисунок) до адаптера — 50 м.

Трансивер (transceiver) позволяет устройству передавать и получать информацию из сети, а также определяет коллизии в среде передачи. 10Base5 использует отдельный внешний трансивер и трансиверный кабель (AUI-кабель) для каждого устройства.

Рассчитан так, что можно делать дополнительные подключения без отключения остальной сети и разрыва кабеля, это достигается использованием «трезубцев» или «вампирчиков». Как правило «трезубец» совмещался в одном устройстве с приёмопередатчиком.

От приёмопередатчика к узлу сети подходил кабель Attachment Unit Interface (AUI). Этот интерфейс использует 15-ти контактный двухрядный разъём D-style connector, но с дополнительными клипсами, вместо обычно применяемых винтов, для удержания разъёма и удобства монтажа.

Приёмопередатчики устанавливаются только с интервалом в 2,5 метра. Это расстояние грубо соответствует длине волны сигнала. Подходящие места установки приёмопередатчиков отмечаются на кабеле с чёрными метками. Кабель должен прокладываться единым цельным сегментом, T-связей не допускается. На концах кабеля должны устанавливаться терминаторы 50 Ом. RG-11, другой тип – RG-8

29. Высокоскоростные ЛВС.

Сеть FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Это ЛВС кольцевой структуры, использующая ВОЛС и специфический вариант маркерного метода доступа.

В основном варианте сети применено двойное кольцо на ВОЛС. Обеспечивается информационная скорость 100 Мбит/с. Расстояние между крайними узлами до 200 км, между соседними станциями - не более 2 км. Максимальное число узлов 500. В ВОЛС используются волны длиной 1300 нм.

В FDDI используются оригинальные код и метод доступа. Применяется код типа NRZ (без возвращения к нулю), в котором изменение полярности в очередном такте времени воспринимается как 1, отсутствие изменения полярности как 0. Чтобы код был самосинхронизирующимся, после каждых четырех битов передатчик вырабатывает синхронизирующий перепад. Такое специальное манчестерское кодирование носит название 4b/5b. Запись 4b/5b означает код, в котором для самосинхронизации при передаче 4 бит двоичного кода используется 5 бит так, что не может быть более двух нулей подряд, или после 4 бит добавляется еще один обязательный перепад, что и используется в FDDI. При таком коде несколько усложняются блоки кодирования и декодирования, но зато повышается скорость передачи по линии связи, так как почти вдвое уменьшается максимальная частота переключения по сравнению с манчестерским кодом.

В соответствии с методом FDDI по кольцу циркулирует пакет, состоящий из маркера и информационных кадров. Любая станция, готовая к передаче, распознав проходящий через нее пакет, вписывает свой кадр в конец пакета. Она же ликвидирует его после того, как кадр вернется к ней после оборота по кольцу и при условии, что он был воспринят получателем. Если обмен происходит без сбоев, то кадр, возвращающийся к станции-отправителю, оказывается в пакете уже первым, так как все предшествующие кадры должны быть ликвидированы раньше.

Сеть FDDI обычно используется как объединяющая в единую сеть много отдельных подсетей ЛВС. Например, при организации информационной системы крупного предприятия целесообразно иметь ЛВС типа Ethernet или Token Ring в помещениях отдельных проектных подразделений, а связь между подразделениями осуществлять через сеть FDDI.

Основное применение сети FDDI - опорная (магистральная) сеть, связывающая подсети отдельных подразделений предприятий.

Сеть 100VG-AnyLAN (стандарт IEEE 802/12) работает на скорости 100 Мбит/с.

Особенности :

- обработка запросов по приоритету;

- поддержка форматов кадра, принятых в Ethernet и Token Ring, физические линии - витая пара или оптоволокно;

- топология - звезда, однако возможно каскадное включение хабов;

- кабель - четыре неэкранированные пары (UTP) или две экранированные (STP). В случае четырех пар достигается четырехкратное увеличение пропускной способности при использовании частоты 25 МГц, то же и в случае двух экранированных пар, так как здесь вдвое выше допустимая частота (50 МГц);

- применяется код без возвращения к нулю (NRZ), в котором единица представляется высоким уровнем напряжения, нуль - низким уровнем. Для самосинхронизации применен стаффинг - через три подряд идущие одинаковые символы включается перепад. Такая избыточность требует не более 20 % дополнительного времени, при той же частоте передается вдвое больше битов;

- опрос выполняется поочередно по портам корневого хаба с учетом приоритетов (два уровня приоритета). Если к порту подключен хаб низшего уровня, то он ждет окончания опроса портов хаба высшего уровня. Если узел ждет получения полномочий более 300 мс, то его приоритет повышается.

Сеть Fast Ethernet, иначе называемая 100BaseX или 100Base-T (стандарт IEEE 802/30).

В Fast Ethernet применен метод доступа МДКН/ОК. ЛВС (последовательно включается не более двух хабов), для объединения низкоскоростных подсетей 10Base-T в единую скоростную сеть и для подключения серверов на расстояниях до 200 м. В последнем случае серверы соединяются с клиентскими узлами через шину 100 Мбит/с и коммутатор, называемый также конвертором или переключателем скорости 100/10. К конвертору с другой стороны подключено несколько шин 10 Мбит/с, на которые нагружены остальные узлы. Практически можно использовать до 250 узлов, теоретически - до 1024. Подсетями могут быть как Fast Ethernet, так и обычные Ethernet с 10 Мбит/с, включенные через преобразователь скорости.

Различают варианты 100Base-TX, в котором применяют кабель из двух неэкранированных витых пар категории 5, 100Base-T4 - с четырьмя неэкранированными парами категории 5, 100Base-FX - на ВОЛС.

Гигабитные скорости достигнуты в 1000Base-X - варианте Gigabit Ethernet сети Ethernet. В соответствии со стандартом IEEE 802/3z имеются разновидности на ВОЛС с длиной волны 830 или 1270 нм (1000Base-SX и 1000Base-LX), расстояния до 550 м, и на витой паре категории 5 (1000BaseСХ) на расстояниях до 25 м.

Скорость до 1 Гбит/с. Гигабитная скорость достигается благодаря следующим решениям. Сеть имеет иерархическую структуру. Участки по 10 Мб/с подключаются к портам переключателей (switches) скорости 10/100, их выходы по 100 Мб/с, в свою очередь, подключаются к портам переключателей 100/1000.

Протокол ATM (asynchronous transfer mode) является широкополосной версией ISDN, работает на скорости 150,52 Мбит/с с пакетом постоянной длины и минимальным заголовком. Каждый пакет ATM имеет 53 байта, из них 48 байт несут полезную информацию.

100BASE-T — общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

100BASE-TX, IEEE 802.3u — для использования в сетях топологии "звезда". Задействована витая пара 5, фактически используются только две пары проводников.

100BASE-T4 — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе.

100BASE-T2 — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы только две пары проводников. Поддерживается полный дуплекс, когда сигналы распространяются в противоположных направления по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении — 50 Мбит/с.

100BASE-FX — стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексе (для обнаружения коллизий) или 2 км в полном дуплексе, а так же по одноволоконному одномодовому кабелю, до 20 км.

100BASE-LX — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 км в полном дуплексе на длине волны 1310 нм.

100BASE-LX WDM — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 км в полнодуплексном режиме на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны) либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.

1000BASE-T, IEEE 802.3ab — стандарт, использующий витую пару категорий 5e или 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре.

1000BASE-TX был создан (TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA)». Стандарт, использует раздельную приёмо-передачу (2 пары на передачу, 2 пары на приём, по каждой паре данные передаются со скоростью 500 Мбит/с), Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX является отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена процессоров становится ниже, чем у процессоров стандарта 1000BASE-T.

1000BASE-X — общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками GBIC или SFP.

1000BASE-SX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.

1000BASE-LX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 80 километров.

1000BASE-CX — стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий (STP) с волновым сопротивлением 150 Ом.

1000BASE-LH (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

Новый стандарт 10 Гигабит Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3ae и должен войти в следующую ревизию стандарта IEEE 802.3.

10GBASE-CX4 — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.

10GBASE-SR — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое оптоволокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием многомодового оптоволокна (2000 МГц/км).

10GBASE-LX4 — использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового оптоволокна.

10GBASE-LR и 10GBASE-ER — поддерживают расстояния до 10 и 40 км.

10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW — Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.

10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006. Использует экранированную витую пару. Расстояния — до 100 метров.

30. Виды сетей ETHERNET. Основные характеристики.

Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей.

Ethernet представляет архитектуру сетей с разделяемой средой и широковещательной передачей, т. е. сетевой пакет посылается сразу на все узлы сегмента сети. Поэтому для приема адаптер должен принимать все сигналы, а уже потом отбрасывать ненужные, если они предназначались не ему.

Перед началом передачи данных адаптер прослушивает сеть. Если в данный момент сеть кем-то используется, то адаптер задерживает передачу и продолжает прослушивание. В Ethernet может произойти ситуация, когда два сетевых адаптера, обнаружив «тишину» в сети, начинают одновременно передавать данные. В этом случае происходит коллизия, и адаптеры начинают передачу заново через небольшой случайный промежуток времени.

На сегодняшний день Ethernet обеспечивает три скорости передачи данных — 10 Мбит/c, 100 Мбит/с (Fast Ethernet) и 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet). Существует еще 1Base5 Ethernet (1 Мбит/с), но он практически не применяется.

Существенным недостатком сети Ethernet является способ передачи данных. Так как сетевой пакет посылается сразу на все станции в сети, то при увеличении количества станций начинает расти количество коллизий, и пропускная способность сети резко снижается. Чтобы устранить этот недостаток, используются коммутаторы (switch (свитч)), которые запоминают сетевые адреса рабочих станций и фильтруют трафик, посылая принятые данные только той станции, для которой они предназначены и только в тот момент, когда ее сетевой порт открыт.

Названия стандартов Ethernet расшифровываются следующим образом. Первый элемент — скорость передачи данных в Мбит/с. Второй элемент: Base — немодулированная передача, Broad — использование широкополосного кабеля с частотным уплотнением каналов. В третьем элементе число означает максимальную длину кабеля (хотя здесь есть противоречие со стандартом 1Base5, там длина кабеля — 250 м), а буква — одно из следующих сокращений: Т — две витые пары, Т4 — 4 витые пары, F — оптоволокно.

Правило 5-4-3 для 10Base5 и 10Base2

Сеть на тонком и толстом Ethernet может состоять максимум из пяти сегментов кабеля, соединенных четырьмя повторителями, но только к трём сегментам при этом могут быть подключены рабочие станции. Таким образом, 2 сегмента остаются зарезервированными для повторителей, их называют связями между повторителями. Такая конфигурация известна как правило 5-4-3.

Правило 4хабов для 10BaseТ

Правило 5-4-3 для стандарта 10BaseT трансформируется в правило 4хабов: между любыми узлами сети на витой паре может находится не более 4 хабов.

10BaseT; 10Base2; 10Base5; 10BaseF.

(10 – скорость передачи 10 Мбит/с Base – немодулированная передача, Т – витая пара, 2- тонкий коаксиальный кабель, 5 - толстый коаксиальный кабель, F-оптоволокно).

31. Сеть Token Ring. Основные характеристики.

(Token Ring), технология, разработанная компанией IBM или сеть стандарта IEEE 802.5

Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения сети.

Token ring — «маркерное кольцо», архитектура кольцевой сети с маркерным (эстафетным) доступом. Тип сети, в которой все компьютеры схематически объединены в кольцо. По кольцу от компьютера к компьютеру передается специальный блок данных, называемый маркером (англ. token). Когда какой-либо станции требуется передача данных, маркер ею модифицируется и больше не распознается другими станциями, как спецблок, пока не дойдёт до адресата. Адресат принимает данные и запускает новый маркер по кольцу. На случай потери маркера или хождения данных, адресат которых не находится, в сети присутствует машина со специальными полномочиями, умеющая удалять безадресные данные и запускать новый маркер.

Передача маркера

Token Ring и IEEE 802.5. Сети с передачей маркера перемещают вдоль сети небольшой блок данных, называемый маркером. Владение этим маркером гарантирует право передачи. Если узел, принимающий маркер, не имеет информации для отправки, он просто переправляет маркер к следующей конечной станции. Каждая станция может удерживать маркер в течение определенного максимального времени (по умолчанию - 10 мс).

Данная технология предлагает вариант решения проблемы коллизий, которая возникает при работе локальной сети. В технологии Ethernet, такие коллизии возникают при одновременной передаче информации несколькими рабочими станциями, находящимися в пределах одного сегмента, то есть использующих общий физический канал данных.

Если у станции, владеющей маркером, имеется информации для передачи, она захватывает маркер, изменяет у него один бит (в результате чего маркер превращается в последовательность «начало блока данных»), дополняет информацией, которую он хочет передать и, наконец, отсылает эту информацию к следующей станции кольцевой сети. Когда информационный блок циркулирует по кольцу, маркер в сети отсутствует (если только кольцо не обеспечивает «раннего освобождения маркера» — early token release), поэтому другие станции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать. Следовательно, в сетях Token Ring не может быть коллизий. Если обеспечивается раннее высвобождение маркера, то новый маркер может быть выпущен после завершения передачи блока данных.

Информационный блок циркулирует по кольцу, пока не достигнет предполагаемой станции назначения, которая копирует информацию для дальнейшей обработки. Информационный блок продолжает циркулировать по кольцу; он окончательно удаляется после достижения станции, отославшей этот блок. Станция отправки может проверить вернувшийся блок, чтобы убедиться, что он был просмотрен и затем скопирован станцией назначения.

32. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.

Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных друг над другом. Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов, и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.

7. Прикладной (доступ к сетевым службам)	Данные
6. Представительный (представление и кодирование данных)	Данные
5. Сеансовый (управление сеансом связи)	Данные
4. Транспортный (безопасное и надежное соединение точка – точка)	Блоки
3. Сетевой (определение пути и IP (логическая адресация))	Пакеты
2. Канальный (MAC и LLC (физическая адресация))	Кадры
1. Физический (кабель, сигналы, бинарная передача)	Биты

Прикладной (Приложений) уровень (англ. Application layer)

Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя. Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления. Пример: HTTP, POP3, SMTP, FTP.

Представительский (Уровень представления) (англ. Presentation layer)

Уровень 6 (представлений) эталонной модели OSI обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации из соседних уровней. Это позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных компьютерных системах прозрачным для приложений образом. Уровень представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода. Форматирование кода используется для того, чтобы гарантировать приложению поступление информации для обработки, которая имела бы для него смысл. При необходимости этот уровень может выполнять перевод из одного формата данных в другой. Уровень представлений имеет дело не только с форматами и представлением данных, он также занимается структурами данных, которые используются программами. Таким образом, уровень 6 обеспечивает организацию данных при их пересылке. Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Другой функцией, выполняемой на уровне представлений, является шифрование данных, которое применяется в тех случаях, когда необходимо защитить передаваемую информацию от приема несанкционированными получателями. Чтобы решить эту задачу, процессы и коды, находящиеся на уровне представлений, должны выполнить преобразование данных. На этом уровне существуют и другие подпрограммы, которые сжимают тексты и преобразовывают графические изображения в битовые потоки, так что они могут передаваться по сети. Стандарты уровня представлений также определяют способы представления графических изображений. Для этих целей может использоваться формат PICT — формат изображений, применяемый для передачи графики QuickDraw между программами для компьютеров Macintosh и PowerPC. Другим форматом представлений является тегированный формат файлов изображений TIFF, который обычно используется для растровых изображений с высоким разрешением. Следующим стандартом уровня представлений, который может использоваться для графических изображений, является стандарт, разработанный Объединенной экспертной группой по фотографии (Joint Photographic Expert Group); в повседневном пользовании этот стандарт называют просто JPEG. Существует другая группа стандартов уровня представлений, которая определяет представление звука и кинофрагментов. Сюда входят интерфейс электронных музыкальных инструментов MIDI (Musical Instrument Digital Interface) для цифрового представления музыки, разработанный Экспертной группой по кинематографии стандарт MPEG, используемый для сжатия и кодирования видеороликов на компакт-дисках, хранения в оцифрованном виде и передачи со скоростями до 1,5 Мбит/с, и QuickTime — стандарт, описывающий звуковые и видео элементы для программ, выполняемых на компьютерах Macintosh и PowerPC.

Сеансовый уровень (англ. Session layer)

5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (англ. Transport layer)

4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP.

Сетевой уровень (англ. Network layer)

3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.

Описать работу протоколов с установкой соединения можно на примере работы обычного телефона. Протоколы этого класса начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.

Протоколы без установки соединения, которые посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете, работают аналогично почтовой системе. Каждое письмо или пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждый промежуточный почтамт или сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена. За установку данных в соответствующем порядке при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.

Канальный уровень (англ. Data Link layer)

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты. В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS

Физический уровень (англ. Physical layer)

Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232C, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.