네트워크 모델의 개념은 네트워크 모델 osi입니다. OSI 네트워크 모델에 따라 네트워크 장치가 작동하는 방식

알렉산더 고리야초프, 알렉세이 니스코프스키

네트워크의 서버와 클라이언트가 통신하려면 동일한 정보 교환 프로토콜을 사용하여 작업해야 합니다. 즉, 동일한 언어를 "말해야" 합니다. 프로토콜은 네트워크 개체의 모든 상호 작용 수준에서 정보 교환을 구성하기 위한 일련의 규칙을 정의합니다.

상호 작용의 참조 모델이 있습니다. 개방형 시스템(Open System Interconnection Reference Model), OSI 모델이라고도 합니다. 이 모델은 ISO(국제 표준화 기구)에서 개발했습니다. OSI 모델은 네트워크 개체의 상호 작용 방식을 설명하고 작업 목록과 데이터 전송 규칙을 정의합니다. 물리적(물리적 - 1), 채널(데이터 링크 - 2), 네트워크(네트워크 - 3), 전송(전송 - 4), 세션(세션 - 5), 데이터 프레젠테이션(프레젠테이션 - 6) 및 적용됨(응용 프로그램 - 7). 이 수준의 네트워크 기능을 구현하는 소프트웨어가 동일한 방식으로 동일한 데이터를 해석하는 경우 두 컴퓨터가 OSI 모델의 특정 수준에서 서로 통신할 수 있다고 믿어집니다. 이 경우 "지점 간"이라고 하는 두 컴퓨터 간에 직접적인 상호 작용이 설정됩니다.

프로토콜에 의한 OSI 모델의 구현을 프로토콜의 스택(세트)이라고 합니다. 하나의 특정 프로토콜 내에서 OSI 모델의 모든 기능을 구현하는 것은 불가능합니다. 일반적으로 특정 계층의 작업은 하나 이상의 프로토콜에 의해 구현됩니다. 동일한 스택의 프로토콜은 한 컴퓨터에서 작동해야 합니다. 이 경우 컴퓨터는 여러 프로토콜 스택을 동시에 사용할 수 있습니다.

OSI 모델의 각 수준에서 해결된 작업을 살펴보겠습니다.

물리적 계층

이 수준의 OSI 모델에서는 다음과 같은 네트워크 구성 요소의 특성이 정의됩니다. 데이터 전송 매체 연결 유형, 물리적 네트워크 토폴로지, 데이터 전송 방법(디지털 또는 아날로그 신호 코딩 포함), 전송 데이터 동기화 유형, 분리 주파수 및 시간 다중화를 사용하는 통신 채널.

프로토콜 구현 물리층 OSI 모델은 비트 전송 규칙을 조정합니다.

물리 계층은 전송 매체에 대한 설명을 포함하지 않습니다. 그러나 물리 계층 프로토콜 구현은 특정 전송 매체. 다음 네트워크 장비의 연결은 일반적으로 물리 계층과 연결됩니다.

• 전기 신호를 재생하는 집중기, 허브 및 중계기;
• 장치를 전송 매체에 연결하기 위한 기계적 인터페이스를 제공하는 전송 매체 커넥터;
• 모뎀 및 디지털 및 아날로그 변환을 수행하는 다양한 변환 장치.

이 모델 계층은 기본 표준 토폴로지 집합을 사용하여 구축된 엔터프라이즈 네트워크의 물리적 토폴로지를 정의합니다.

기본 세트의 첫 번째는 버스 토폴로지입니다. 이 경우 모든 네트워크 장치와 컴퓨터는 동축 케이블을 사용하여 가장 자주 형성되는 공통 데이터 전송 버스에 연결됩니다. 공통 버스를 구성하는 케이블을 백본이라고 합니다. 버스에 연결된 각 장치에서 신호는 양방향으로 전송됩니다. 케이블에서 신호를 제거하려면 버스 끝에 특수 차단기(터미네이터)를 사용해야 합니다. 라인의 기계적 손상은 연결된 모든 장치의 작동에 영향을 미칩니다.

링 토폴로지는 물리적 링(링)에서 모든 네트워크 장치와 컴퓨터의 연결을 포함합니다. 이 토폴로지에서 정보는 항상 링을 따라 스테이션에서 스테이션으로 한 방향으로 전송됩니다. 각 네트워크 장치에는 입력 케이블에 정보 수신기가 있고 출력 케이블에 송신기가 있어야 합니다. 단일 링의 미디어에 대한 기계적 손상은 모든 장치의 작동에 영향을 미치지만 일반적으로 이중 링을 사용하여 구축된 네트워크에는 내결함성 마진과 자가 치유 기능이 있습니다. 이중 링 위에 구축된 네트워크에서는 동일한 정보가 링 주위에서 양방향으로 전송됩니다. 케이블 오류가 발생한 경우 링은 길이의 두 배에 대해 단일 링 모드에서 계속 작동합니다(자가 복구 기능은 사용된 하드웨어에 따라 결정됨).

다음 토폴로지는 스타 토폴로지 또는 스타입니다. 다른 네트워크 장치와 컴퓨터가 빔(별도 케이블)으로 연결되는 중앙 장치의 존재를 제공합니다. 스타 토폴로지에 구축된 네트워크에는 단일 실패 지점이 있습니다. 이 지점이 중앙 장치입니다. 중앙 장치에 장애가 발생하면 모든 교환이 중앙 장치를 통해서만 이루어지기 때문에 다른 모든 네트워크 참가자는 서로 정보를 교환할 수 없습니다. 중앙 장치의 유형에 따라 하나의 입력에서 수신된 신호는 모든 출력 또는 장치가 연결된 특정 출력(정보 수신자)으로 전송될 수 있습니다(증폭 여부에 관계없이).

완전 연결(메시) 토폴로지는 내결함성이 높습니다. 유사한 토폴로지로 네트워크를 구축할 때 각 네트워크 장치 또는 컴퓨터는 네트워크의 다른 모든 구성 요소에 연결됩니다. 이 토폴로지에는 중복성이 있으므로 비실용적으로 보입니다. 실제로 이 토폴로지는 소규모 네트워크에서는 거의 사용되지 않지만 대기업 네트워크에서는 가장 중요한 노드를 연결하는 데 완전 메시 토폴로지를 사용할 수 있습니다.

고려된 토폴로지는 대부분 케이블 연결을 사용하여 구축됩니다.

사용하는 다른 토폴로지가 있습니다. 무선 연결, - 세포 (세포). 그것에서 네트워크 장치와 컴퓨터는 셀의 트랜시버와 만 상호 작용하는 셀 (셀) 영역으로 결합됩니다. 셀 간의 정보 전송은 트랜시버에 의해 수행됩니다.

링크 레이어

이 수준은 네트워크의 논리적 토폴로지, 데이터 전송 매체에 대한 액세스 권한을 얻기 위한 규칙, 논리적 네트워크 내의 물리적 장치 주소 지정 및 네트워크 장치 간의 정보 전송(전송 동기화 및 연결 서비스) 관리와 관련된 문제를 해결합니다. .

링크 계층 프로토콜은 다음을 정의합니다.

• 물리 계층 비트(2진 1 및 0)를 프레임(프레임) 또는 프레임이라고 하는 정보의 논리적 그룹으로 구성하기 위한 규칙. 프레임은 헤더와 끝이 있는 그룹화된 비트의 연속 시퀀스로 구성된 데이터 링크 계층 단위입니다.
• 전송 오류 감지(때로는 수정) 규칙;
• 데이터 흐름 제어 규칙(브리지와 같이 이 수준의 OSI 모델에서 작동하는 장치의 경우)
• 물리적 주소로 네트워크에 있는 컴퓨터를 식별하는 규칙.

대부분의 다른 계층과 마찬가지로 링크 계층은 데이터 패킷의 시작 부분에 자체 제어 정보를 추가합니다. 이 정보에는 소스 및 대상 주소(물리적 또는 하드웨어), 프레임 길이 정보, 활성 상위 계층 프로토콜 표시가 포함될 수 있습니다.

다음 네트워크 커넥터는 일반적으로 링크 계층과 연결됩니다.

• 교량;
• 스마트 허브;
• 스위치;
• 네트워크 인터페이스 카드(네트워크 인터페이스 카드, 어댑터 등).

링크 계층의 기능은 두 가지 하위 수준으로 나뉩니다(표 1).

• 전송 매체에 대한 액세스 제어(Media Access Control, MAC);
• 논리적 링크 제어(Logical Link Control, LLC).

MAC 하위 계층은 네트워크의 논리적 토폴로지, 정보 전송 매체에 대한 액세스 방법, 네트워크 개체 간의 물리적 주소 지정 규칙과 같은 링크 계층의 요소를 정의합니다.

약어 MAC은 네트워크 장치의 물리적 주소를 정의할 때도 사용됩니다. 장치의 물리적 주소(제조 단계에서 네트워크 장치 또는 네트워크 카드에 의해 내부적으로 결정됨)는 종종 해당 장치의 MAC 주소라고 합니다. . 많은 수의 네트워크 장치, 특히 네트워크 카드의 경우 프로그래밍 방식으로 MAC 주소를 변경할 수 있습니다. 동시에 OSI 모델의 링크 계층은 MAC 주소 사용에 대한 제한을 부과한다는 것을 기억해야 합니다. 하나의 물리적 네트워크(더 큰 네트워크의 세그먼트)에는 동일한 MAC 주소를 사용하는 두 개 이상의 장치가 있을 수 없습니다. . "노드 주소"의 개념은 네트워크 개체의 물리적 주소를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 호스트 주소는 대부분 MAC 주소와 일치하거나 소프트웨어 주소 재할당에 의해 논리적으로 결정됩니다.

LLC 하위 계층은 전송 및 연결 서비스 동기화 규칙을 정의합니다. 이 링크 계층 하위 계층은 OSI 모델의 네트워크 계층과 밀접하게 작동하며 물리적(MAC 주소 사용) 연결의 신뢰성을 담당합니다. 네트워크의 논리적 토폴로지는 네트워크에 있는 컴퓨터 간의 데이터 전송 방식과 규칙(순서)을 정의합니다. 네트워크 개체는 네트워크의 논리적 토폴로지에 따라 데이터를 전송합니다. 물리적 토폴로지는 데이터의 물리적 경로를 정의합니다. 그러나 어떤 경우에는 물리적 토폴로지가 네트워크 작동 방식을 반영하지 않습니다. 실제 데이터 경로는 논리적 토폴로지에 의해 결정됩니다. 물리적 매체의 경로와 다를 수 있는 논리적 경로를 따라 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결 장치 및 매체 액세스 방식이 사용됩니다. 물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지의 차이점에 대한 좋은 예는 IBM의 토큰 링 네트워크입니다. 토큰 링 LAN은 종종 중앙 스플리터(허브)가 있는 별 모양의 회로에 놓인 구리 케이블을 사용합니다. 일반적인 스타 토폴로지와 달리 허브는 들어오는 신호를 연결된 다른 모든 장치로 전달하지 않습니다. 허브의 내부 회로는 각 입력 신호를 미리 결정된 논리 링, 즉 원형 패턴으로 다음 장치로 순차적으로 보냅니다. 이 네트워크의 물리적 토폴로지는 별이고 논리적 토폴로지는 링입니다.

물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지의 차이점에 대한 또 다른 예는 다음과 같습니다. 이더넷 네트워크. 물리적 네트워크는 구리 케이블과 중앙 허브를 사용하여 구축할 수 있습니다. 스타 토폴로지에 따라 물리적 네트워크가 형성됩니다. 하지만 이더넷 기술한 컴퓨터에서 네트워크의 다른 모든 컴퓨터로 정보를 전송하는 것을 포함합니다. 허브는 포트 중 하나에서 수신된 신호를 다른 모든 포트로 중계해야 합니다. 버스 토폴로지가 있는 논리적 네트워크가 형성되었습니다.

논리적 네트워크 토폴로지를 결정하려면 신호가 수신되는 방식을 이해해야 합니다.

• 논리적 버스 토폴로지에서 각 신호는 모든 장치에서 수신됩니다.
• 논리적 링 토폴로지에서 각 장치는 특별히 전송된 신호만 수신합니다.

네트워크 장치가 미디어에 액세스하는 방법을 아는 것도 중요합니다.

미디어 액세스

논리적 토폴로지는 다른 네트워크 엔터티에 정보를 전송할 수 있는 권한을 제어하는 ​​특수 규칙을 사용합니다. 제어 프로세스는 통신 매체에 대한 액세스를 제어합니다. 전송 매체에 대한 액세스 권한을 얻기 위한 규칙 없이 모든 장치가 작동하도록 허용되는 네트워크를 고려하십시오. 이러한 네트워크의 모든 장치는 데이터를 사용할 수 있게 되면 정보를 전송합니다. 이러한 전송은 때때로 시간이 겹칠 수 있습니다. 중첩의 결과로 신호가 왜곡되고 전송된 데이터가 손실됩니다. 이 상황을 충돌이라고 합니다. 충돌은 네트워크 개체 간의 안정적이고 효율적인 정보 전송을 구성하는 것을 허용하지 않습니다.

네트워크 충돌은 네트워크 개체가 연결된 물리적 네트워크 세그먼트로 확장됩니다. 이러한 연결은 충돌의 영향이 모든 사람에게 확장되는 단일 충돌 공간을 형성합니다. 물리적 네트워크를 분할하여 충돌 공간의 크기를 줄이기 위해 링크 계층에서 트래픽 필터링 기능이 있는 브리지 및 기타 네트워크 장치를 사용할 수 있습니다.

모든 네트워크 엔터티가 충돌을 제어, 관리 또는 완화할 수 있을 때까지 네트워크는 정상적으로 작동할 수 없습니다. 네트워크에서는 동시 신호의 충돌, 간섭(오버레이) 횟수를 줄이기 위한 몇 가지 방법이 필요합니다.

경합, 토큰 전달 및 폴링과 같이 네트워크 장치에 대한 정보 전송 권한이 제어되는 규칙을 설명하는 표준 미디어 액세스 방법이 있습니다.

이러한 미디어 액세스 방법 중 하나를 구현하는 프로토콜을 선택하기 전에 다음 요소에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

• 전송의 특성 - 연속 또는 임펄스;
• 데이터 전송 횟수;
• 엄격하게 정의된 시간 간격으로 데이터를 전송할 필요성;
• 네트워크의 활성 장치 수.

장점 및 단점과 결합된 이러한 각 요소는 어떤 미디어 액세스 방법이 가장 적합한지 결정하는 데 도움이 됩니다.

경쟁.경쟁 기반 시스템은 전송 매체에 대한 액세스가 선착순으로 구현된다고 가정합니다. 즉, 각 네트워크 장치는 전송 매체를 제어하기 위해 경쟁합니다. 레이스 시스템은 네트워크의 모든 장치가 필요할 때만 데이터를 전송할 수 있도록 설계되었습니다. 이 방법은 충돌이 실제로 발생하기 때문에 결국 데이터의 부분적 또는 완전한 손실을 초래합니다. 새로운 장치가 네트워크에 추가될 때마다 충돌 횟수가 기하급수적으로 증가할 수 있습니다. 충돌 횟수가 증가하면 네트워크 성능이 저하되고 정보 전송 매체가 완전히 포화된 경우 네트워크 성능이 0으로 감소합니다.

충돌 횟수를 줄이기 위해 스테이션에서 데이터 전송을 시작하기 전에 정보 전송 매체를 청취하는 기능을 구현하는 특수 프로토콜이 개발되었습니다. 청취 스테이션이 (다른 스테이션에서) 신호 전송을 감지하면 정보 전송을 자제하고 나중에 반복하려고 시도합니다. 이러한 프로토콜을 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 프로토콜이라고 합니다. CSMA 프로토콜은 충돌 횟수를 크게 줄이지 만 완전히 제거하지는 않습니다. 그러나 두 스테이션이 케이블을 조사할 때 충돌이 발생합니다. 신호가 감지되지 않고 매체가 비어 있다고 결정한 다음 동시에 전송을 시작합니다.

이러한 경합 프로토콜의 예는 다음과 같습니다.

• 캐리어 제어/충돌 감지를 통한 다중 액세스(캐리어 감지 다중 액세스/충돌 감지, CSMA/CD);
• 캐리어 제어/충돌 방지를 통한 다중 액세스(캐리어 감지 다중 액세스/충돌 방지, CSMA/CA).

CSMA/CD 프로토콜. CSMA/CD 프로토콜은 전송 전에 케이블을 수신할 뿐만 아니라 충돌을 감지하고 재전송을 시작합니다. 충돌이 감지되면 데이터를 전송한 스테이션은 임의의 값으로 특수 내부 타이머를 초기화합니다. 타이머는 카운트다운을 시작하고 0에 도달하면 스테이션은 데이터 재전송을 시도해야 합니다. 타이머가 임의의 값으로 초기화되었기 때문에 스테이션 중 하나는 다른 스테이션보다 먼저 데이터 전송을 반복하려고 시도합니다. 따라서 두 번째 스테이션은 데이터 매체가 이미 사용 중인지 확인하고 사용 가능해질 때까지 기다립니다.

CSMA/CD 프로토콜의 예로는 이더넷 버전 2(DEC에서 개발한 이더넷 II) 및 IEEE802.3이 있습니다.

CSMA/CA 프로토콜. CSMA/CA는 타임 슬라이싱 액세스 또는 매체 액세스 요청 전송과 같은 방식을 사용합니다. 타임 슬라이싱을 사용할 때 각 스테이션은 해당 스테이션에 대해 엄격하게 정의된 시간에만 정보를 전송할 수 있습니다. 동시에 타임 슬라이스를 관리하는 메커니즘이 네트워크에서 구현되어야 합니다. 네트워크에 연결된 각각의 새로운 스테이션은 출현을 알리고 정보 전송을 위한 타임 슬라이스의 재분배 프로세스를 시작합니다. 중앙 집중식 미디어 액세스 제어를 사용하는 경우 각 스테이션은 제어 스테이션으로 전달되는 특별한 전송 요청을 생성합니다. 중앙 스테이션은 모든 네트워크 개체에 대한 전송 매체에 대한 액세스를 규제합니다.

CSMA/CA의 예는 Apple Computer의 LocalTalk 프로토콜입니다.

레이스 기반 시스템은 사용자가 상대적으로 적은 네트워크의 버스트 트래픽(대용량 파일 전송)에 가장 적합합니다.

마커를 전송하는 시스템.토큰 전달 시스템에서 작은 프레임(토큰)은 한 장치에서 다른 장치로 특정 순서로 전달됩니다. 토큰은 토큰을 소유한 장치에 임시 미디어 제어를 전송하는 특수 메시지입니다. 토큰을 전달하면 네트워크의 장치 간에 액세스 제어가 분산됩니다.

각 장치는 토큰을 받는 장치와 토큰을 전달해야 하는 장치를 알고 있습니다. 일반적으로 이러한 장치는 토큰 소유자의 가장 가까운 이웃입니다. 각 장치는 주기적으로 토큰을 제어하고 해당 작업을 수행(정보 전송)한 다음 사용할 다음 장치로 토큰을 전달합니다. 프로토콜은 각 장치에서 토큰을 제어할 수 있는 시간을 제한합니다.

여러 토큰 전달 프로토콜이 있습니다. 토큰 전달을 사용하는 두 가지 네트워킹 표준은 IEEE 802.4 토큰 버스와 IEEE 802.5 토큰 링입니다. 토큰 버스 네트워크는 토큰 전달 액세스 제어 및 물리적 또는 논리적 버스 토폴로지를 사용하는 반면 토큰 링 네트워크는 토큰 전달 액세스 제어 및 물리적 또는 논리적 링 토폴로지를 사용합니다.

토큰 전달 네트워크는 디지털 오디오 또는 비디오 데이터와 같이 시간 종속적인 우선 순위 트래픽이 있거나 매우 많은 수의 사용자가 있는 경우에 사용해야 합니다.

회견.폴링은 하나의 장치(컨트롤러, 기본 또는 "마스터" 장치라고 함)를 미디어 액세스 중재자로 선택하는 액세스 방법입니다. 이 장치는 전송할 정보가 있는지 확인하기 위해 미리 정의된 순서로 다른 모든 장치(보조)를 폴링합니다. 보조 장치로부터 데이터를 수신하기 위해 기본 장치는 적절한 요청을 보낸 다음 보조 장치에서 데이터를 수신하여 수신 장치로 보냅니다. 그런 다음 기본 장치는 다른 보조 장치를 폴링하여 데이터를 수신하는 식으로 진행됩니다. 프로토콜은 각 보조 장치가 폴링된 후 전송할 수 있는 데이터의 양을 제한합니다. 폴링 시스템은 공장 자동화와 같이 시간에 민감한 네트워크 장치에 이상적입니다.

이 계층은 연결 서비스도 제공합니다. 연결 서비스에는 세 가지 유형이 있습니다.

• 확인 및 연결 설정 없는 서비스(확인되지 ​​않은 연결 없음) - 흐름 제어 및 오류 제어 또는 패킷 시퀀스 없이 프레임을 보내고 받습니다.
• 연결 지향 서비스 - 영수증(확인) 발급을 통해 흐름 제어, 오류 제어 및 패킷 순서를 제공합니다.
• 승인된 연결 없는 서비스 - 티켓을 사용하여 두 네트워크 노드 간의 전송에서 흐름을 제어하고 오류를 제어합니다.

링크 계층의 LLC 하위 계층은 하나를 통해 작업할 때 여러 네트워크 프로토콜(서로 다른 프로토콜 스택의)을 동시에 사용할 수 있는 기능을 제공합니다. 네트워크 인터페이스. 즉, 컴퓨터에 하나만 있으면 네트워크 카드, 그러나 다양한 네트워크 서비스와 함께 작업할 필요가 있습니다. 다른 제조업체, LLC 하위 수준의 클라이언트 네트워크 소프트웨어는 이러한 작업의 가능성을 제공합니다.

네트워크 계층

네트워크 계층은 논리 네트워크 간의 데이터 전달, 네트워크 장치의 논리 주소 형성, 라우팅 정보의 정의, 선택 및 유지 관리, 게이트웨이(게이트웨이) 기능에 대한 규칙을 정의합니다.

네트워크 계층의 주요 목표는 네트워크의 특정 지점으로 데이터를 이동(전달)하는 문제를 해결하는 것입니다. 네트워크 계층에서의 데이터 전달은 일반적으로 OSI 모델의 데이터 링크 계층에서의 데이터 전달과 유사하며, 여기서 장치의 물리적 주소 지정은 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 그러나 링크 계층 주소 지정은 하나의 논리 네트워크만 참조하며 이 네트워크 내에서만 유효합니다. 네트워크 계층은 함께 연결될 때 하나의 큰 네트워크를 형성하는 많은 독립적인(종종 이질적인) 논리 네트워크 간에 정보를 전송하는 방법과 수단을 설명합니다. 이러한 네트워크를 상호 연결된 네트워크(internetwork)라고 하며, 네트워크 간의 정보 전송 과정을 인터네트워킹(internetworking)이라고 합니다.

데이터 링크 계층에서 물리적 주소 지정의 도움으로 데이터는 동일한 논리 네트워크의 일부인 모든 장치에 전달됩니다. 각 네트워크 장치, 각 컴퓨터는 수신된 데이터의 대상을 결정합니다. 데이터가 컴퓨터용이면 처리하고 그렇지 않으면 무시합니다.

링크 계층과 달리 네트워크 계층은 인터네트워크에서 특정 경로를 선택하고 데이터가 지정되지 않은 논리 네트워크로 데이터를 보내는 것을 피할 수 있습니다. 네트워크 계층은 스위칭, 네트워크 계층 주소 지정 및 라우팅 알고리즘 사용을 통해 이를 수행합니다. 네트워크 계층은 또한 이기종 네트워크로 구성된 인터네트워크에서 데이터에 대한 올바른 경로를 제공하는 역할을 합니다.

네트워크 계층을 구현하기 위한 요소와 방법은 다음과 같이 정의됩니다.

• 논리적으로 분리된 모든 네트워크는 고유해야 합니다. 네트워크 주소;
• 스위칭은 인터네트워크에서 연결이 설정되는 방법을 정의합니다.
• 컴퓨터와 라우터가 데이터가 인터네트워크를 통과하는 최상의 경로를 결정하도록 라우팅을 구현하는 기능
• 네트워크는 인터네트워크 내에서 예상되는 오류 수에 따라 다양한 수준의 연결 서비스를 수행합니다.

라우터와 일부 스위치는 이 수준의 OSI 모델에서 작동합니다.

네트워크 계층은 네트워크 개체에 대한 논리적 네트워크 주소를 생성하기 위한 규칙을 정의합니다. 대규모 인터네트워크 내에서 각 네트워크 개체에는 고유한 논리 주소가 있어야 합니다. 논리 주소의 형성에는 두 가지 구성 요소가 포함됩니다. 모든 네트워크 개체에 공통적인 네트워크의 논리 주소와 이 개체에 대해 고유한 네트워크 개체의 논리 주소입니다. 네트워크 객체의 논리적 주소를 구성할 때 객체의 물리적 주소를 사용하거나 임의의 논리적 주소를 결정할 수 있습니다. 논리적 주소 지정을 사용하면 서로 다른 논리적 네트워크 간의 데이터 전송을 구성할 수 있습니다.

각 네트워크 개체, 각 컴퓨터는 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 네트워크 기능동시에 다양한 서비스의 작업을 제공합니다. 서비스에 액세스하기 위해 포트(포트) 또는 소켓(소켓)이라고 하는 특수 서비스 식별자가 사용됩니다. 서비스에 액세스할 때 서비스 식별자는 서비스를 실행하는 컴퓨터의 논리 주소 바로 뒤에 옵니다.

많은 네트워크는 미리 정의되고 잘 알려진 특정 작업을 수행하기 위해 논리적 주소 및 서비스 식별자 그룹을 예약합니다. 예를 들어, 모든 네트워크 개체에 데이터를 보내야 하는 경우 특수 브로드캐스트 주소로 보내집니다.

네트워크 계층은 두 네트워크 엔터티 간에 데이터를 전송하기 위한 규칙을 정의합니다. 이 전송은 스위칭 또는 라우팅을 사용하여 수행될 수 있습니다.

데이터 전송에서 전환하는 방법에는 회선 전환, 메시지 전환 및 패킷 전환의 세 가지가 있습니다.

회선 교환을 사용하면 발신자와 수신자 사이에 데이터 전송 채널이 설정됩니다. 이 채널은 전체 커뮤니케이션 세션 동안 활성화됩니다. 이 방법을 사용할 경우 충분한 대역폭 부족, 교환 장비의 작업 부하 또는 수신자의 바쁘기 때문에 채널 할당이 오래 지연될 수 있습니다.

메시지 전환을 사용하면 저장 후 전달 기반으로 전체(부분으로 나누지 않음) 메시지를 전송할 수 있습니다. 각 중간 장치는 메시지를 수신하여 로컬에 저장하고 이 메시지가 전송될 통신 채널이 해제되면 메시지를 보냅니다. 이 방법은 메시지 전달에 매우 적합합니다. 이메일및 전자 문서 관리 조직.

패킷 교환을 사용할 때 앞의 두 가지 방법의 장점이 결합됩니다. 각각의 큰 메시지는 작은 패킷으로 나뉘며 각 패킷은 수신자에게 순차적으로 전송됩니다. 인터네트워크를 통과할 때 각 패킷에 대해 해당 시점의 최적 경로가 결정됩니다. 한 메시지의 일부가 다른 시간에 수신자에게 도달할 수 있으며 모든 부분이 결합된 후에야 수신자가 수신된 데이터로 작업할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

데이터 경로가 결정될 때마다 최상의 경로를 선택해야 합니다. 최적의 경로를 결정하는 작업을 라우팅이라고 합니다. 이 작업은 라우터에 의해 수행됩니다. 라우터의 임무는 가능한 데이터 전송 경로를 결정하고 라우팅 정보를 유지하며 최상의 경로를 선택하는 것입니다. 라우팅은 정적으로 또는 동적으로 수행할 수 있습니다. 정적 라우팅을 정의할 때 논리 네트워크 간의 모든 관계가 정의되어야 하며 변경되지 않은 상태로 유지되어야 합니다. 동적 라우팅은 라우터 자체가 새 경로를 결정하거나 이전 경로에 대한 정보를 수정할 수 있다고 가정합니다. 동적 라우팅은 특수 라우팅 알고리즘을 사용하며 그 중 가장 일반적인 것은 거리 벡터 및 링크 상태입니다. 첫 번째 경우 라우터는 인접 라우터의 네트워크 구조에 대한 간접 정보를 사용합니다. 두 번째 경우 라우터는 자체 통신 채널에 대한 정보로 작동하고 특정 대표 라우터와 상호 작용하여 완전한 네트워크 맵을 구축합니다.

최상의 경로 선택은 라우터를 통한 홉 수(홉 수) 및 대상 네트워크에 도달하는 데 필요한 틱 수(시간 단위)와 같은 요인의 영향을 가장 많이 받습니다(틱 수).

네트워크 계층 연결 서비스는 OSI 모델의 링크 계층 LLC 하위 계층 연결 서비스를 사용하지 않는 경우에 동작합니다.

인터네트워크를 구축할 때는 서로 다른 기술을 사용하여 구축된 논리적 네트워크를 연결하고 다양한 서비스를 제공해야 합니다. 네트워크가 작동하려면 논리 네트워크가 데이터를 올바르게 해석하고 정보를 제어할 수 있어야 합니다. 이 작업은 한 논리 네트워크의 규칙을 다른 논리 네트워크의 규칙으로 변환하고 해석하는 장치 또는 응용 프로그램인 게이트웨이의 도움으로 해결됩니다. 일반적으로 게이트웨이는 OSI 모델의 모든 계층에서 구현할 수 있지만 가장 자주 모델의 상위 계층에서 구현됩니다.

수송층

전송 계층을 사용하면 OSI 모델의 상위 계층 응용 프로그램에서 네트워크의 물리적 및 논리적 구조를 숨길 수 있습니다. 응용 프로그램은 매우 보편적이며 물리적 및 논리적 네트워크 토폴로지에 의존하지 않는 서비스 기능에서만 작동합니다. 논리적 및 물리적 네트워크의 기능은 전송 계층이 데이터를 전송하는 이전 수준에서 구현됩니다.

전송 계층은 종종 하위 계층에서 신뢰할 수 있거나 연결 지향적인 연결 서비스의 부족을 보상합니다. "신뢰할 수 있는"이라는 용어는 모든 경우에 모든 데이터가 제공된다는 것을 의미하지 않습니다. 그러나 전송 계층 프로토콜의 안정적인 구현은 일반적으로 데이터 전달을 승인하거나 거부할 수 있습니다. 데이터가 수신 장치로 올바르게 전달되지 않으면 전송 계층은 전달 실패를 재전송하거나 상위 계층에 알릴 수 있습니다. 상위 레벨은 필요한 시정 조치를 취하거나 사용자에게 선택권을 제공할 수 있습니다.

컴퓨터 네트워크의 많은 프로토콜은 복잡하고 기억하기 어려운 영숫자 주소 대신 자연어로 된 간단한 이름으로 작업할 수 있는 기능을 사용자에게 제공합니다. 주소/이름 확인은 이름과 영숫자 주소를 식별하거나 서로 매핑하는 기능입니다. 이 기능은 네트워크의 모든 엔터티 또는 디렉터리 서버, 이름 서버 등이라고 하는 특수 서비스 공급자가 수행할 수 있습니다. 다음 정의는 주소/이름 확인 방법을 분류합니다.

• 소비자에 의한 서비스 개시;
• 서비스 제공자 개시.

첫 번째 경우 네트워크 사용자는 서비스의 정확한 위치를 모른 채 논리적 이름으로 서비스에 액세스합니다. 사용자는 이 서비스가 현재 사용 가능한지 여부를 모릅니다. 액세스할 때 논리적 이름은 물리적 이름에 매핑되고 사용자의 워크스테이션은 서비스에 대한 직접 호출을 시작합니다. 두 번째 경우, 각 서비스는 주기적으로 모든 네트워크 클라이언트에 자신을 알립니다. 주어진 시간에 각 클라이언트는 서비스가 사용 가능한지 여부를 알고 있으며 서비스에 직접 액세스할 수 있습니다.

주소 지정 방법

서비스 주소는 네트워크 장치에서 실행되는 특정 소프트웨어 프로세스를 식별합니다. 이러한 주소 외에도 서비스 공급자는 서비스를 요청하는 장치와의 다양한 대화를 추적합니다. 두 가지 다른 대화 방법은 다음 주소를 사용합니다.

• 연결 식별자;
• 거래 아이디.

연결 ID, 포트 또는 소켓이라고도 하는 연결 식별자는 각 대화를 식별합니다. 연결 ID를 사용하여 연결 공급자는 둘 이상의 클라이언트와 통신할 수 있습니다. 서비스 제공자는 번호로 각 스위칭 엔티티를 참조하고 전송 계층에 의존하여 다른 하위 계층 주소를 조정합니다. 연결 ID는 특정 대화 상자와 연결됩니다.

트랜잭션 ID는 연결 ID와 같지만 대화보다 작은 단위로 작동합니다. 트랜잭션은 요청과 응답으로 구성됩니다. 서비스 제공자와 소비자는 전체 대화가 아니라 각 거래의 출발과 도착을 추적합니다.

세션 계층

세션 계층은 서비스를 요청하고 제공하는 장치 간의 상호 작용을 용이하게 합니다. 통신 세션은 통신 엔터티 간의 대화를 설정, 유지, 동기화 및 관리하는 메커니즘을 통해 제어됩니다. 이 계층은 또한 상위 계층이 사용 가능한 네트워크 서비스를 식별하고 연결하는 데 도움이 됩니다.

세션 계층은 하위 계층에서 제공하는 논리적 주소 정보를 사용하여 상위 계층에서 필요한 서버 이름과 주소를 식별합니다.

세션 계층은 또한 서비스 공급자 장치와 소비자 장치 간의 대화를 시작합니다. 이 기능을 수행할 때 세션 계층은 종종 각 개체를 나타내거나 식별하고 개체에 대한 액세스 권한을 조정합니다.

세션 계층은 단방향, 반이중 및 전이중의 세 가지 통신 모드 중 하나를 사용하여 대화 제어를 구현합니다.

단방향 통신은 정보 소스에서 정보 수신자로의 단방향 전송만 포함합니다. 이 통신 방법은 피드백을 제공하지 않습니다(수신기에서 소스로). 반이중은 양방향 정보 전송을 위해 하나의 데이터 전송 매체를 사용할 수 있지만 정보는 한 번에 한 방향으로만 전송될 수 있습니다. 전이중은 데이터 전송 매체를 통해 양방향으로 정보를 동시에 전송합니다.

연결 설정, 데이터 전송, 연결 종료로 구성된 두 네트워크 엔터티 간의 통신 세션 관리도 OSI 모델의 이 계층에서 수행됩니다. 세션이 설정된 후 이 수준의 기능을 구현하는 소프트웨어는 연결이 종료될 때까지 연결 상태를 확인(유지)할 수 있습니다.

프레젠테이션 레이어

데이터 표현 계층의 주요 임무는 데이터를 모든 네트워크 응용 프로그램과 응용 프로그램이 실행되는 컴퓨터에서 이해할 수 있는 상호 합의된 형식(교환 구문)으로 변환하는 것입니다. 이 수준에서는 데이터 압축 및 압축 해제 작업과 암호화 작업도 해결됩니다.

변환은 바이트 단위의 비트 순서, 단어의 바이트 순서, 문자 코드 및 파일 이름 구문을 변경하는 것을 말합니다.

비트와 바이트의 순서를 변경해야 하는 이유는 다양한 프로세서, 컴퓨터, 컴플렉스 및 시스템이 많기 때문입니다. 다른 제조업체의 프로세서는 바이트의 0과 7번째 비트를 다르게 해석할 수 있습니다(0비트가 가장 높은 비트이거나 7번째 비트임). 마찬가지로, 정보의 큰 단위를 구성하는 바이트(단어)도 다르게 해석됩니다.

다른 운영 체제의 사용자가 올바른 이름과 내용을 가진 파일 형식으로 정보를 수신할 수 있도록 이 수준은 파일 구문의 올바른 변환을 제공합니다. 운영 체제마다 작동 방식이 다릅니다. 파일 시스템, 파일 이름을 형성하는 다양한 방법을 구현합니다. 파일의 정보도 특정 문자 인코딩으로 저장됩니다. 두 개의 네트워크 개체가 상호 작용할 때 각 개체가 고유한 방식으로 파일 정보를 해석할 수 있어야 하지만 정보의 의미는 변경되지 않아야 합니다.

프레젠테이션 계층은 데이터를 모든 네트워크 응용 프로그램과 응용 프로그램을 실행하는 컴퓨터에서 이해할 수 있는 상호 합의된 형식(교환 구문)으로 변환합니다. 또한 데이터를 암호화 및 해독할 뿐만 아니라 압축 및 압축 해제할 수 있습니다.

컴퓨터는 이진 0과 1로 데이터를 표현하기 위해 서로 다른 규칙을 사용합니다. 이러한 모든 규칙은 사람이 읽을 수 있는 데이터를 제공한다는 공통 목표를 달성하려고 시도하지만 컴퓨터 제조업체와 표준 조직에서는 서로 모순되는 규칙을 만들었습니다. 서로 다른 규칙 집합을 사용하는 두 대의 컴퓨터가 서로 통신하려고 할 때 종종 일부 변환을 수행해야 합니다.

로컬 및 네트워크 운영 체제는 종종 무단 사용으로부터 데이터를 보호하기 위해 데이터를 암호화합니다. 암호화는 일부 데이터 보호 방법을 설명하는 일반적인 용어입니다. 보호는 순열, 대체, 대수적 방법의 세 가지 방법 중 하나 이상을 사용하는 데이터 스크램블링에 의해 수행되는 경우가 많습니다.

이러한 각 방법은 암호화 알고리즘을 아는 사람만 이해할 수 있도록 데이터를 보호하는 특별한 방법일 뿐입니다. 데이터 암호화는 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 수행할 수 있습니다. 그러나 종단 간 데이터 암호화는 일반적으로 소프트웨어에서 수행되며 프레젠테이션 계층 기능의 일부로 간주됩니다. 사용된 암호화 방법에 대해 객체에 알리기 위해 일반적으로 비밀 키와 공개 키의 두 가지 방법이 사용됩니다.

비밀 키 암호화 방법은 단일 키를 사용합니다. 키를 소유한 네트워크 엔터티는 각 메시지를 암호화하고 해독할 수 있습니다. 따라서 키는 비밀로 유지해야 합니다. 키는 하드웨어 칩에 내장되거나 네트워크 관리자가 설치할 수 있습니다. 키가 변경될 때마다 모든 장치를 수정해야 합니다(새 키 값을 전송하기 위해 네트워크를 사용하지 않는 것이 좋습니다).

공개 키 암호화 방법을 사용하는 네트워크 개체에는 비밀 키와 일부 알려진 값이 제공됩니다. 개체는 개인 키를 통해 알려진 값을 조작하여 공개 키를 만듭니다. 통신을 시작한 엔티티는 공개 키를 수신자에게 보냅니다. 그런 다음 다른 엔티티는 자신의 개인 키와 전달된 공개 키를 수학적으로 결합하여 상호 수용 가능한 암호화 값을 설정합니다.

공개 키만 소유하는 것은 권한이 없는 사용자에게 거의 쓸모가 없습니다. 결과 암호화 키의 복잡성은 합리적인 시간 내에 계산할 수 있을 만큼 충분히 큽니다. 자신의 개인 키와 다른 사람의 공개 키를 아는 것조차도 큰 수에 대한 로그 계산의 복잡성으로 인해 다른 개인 키를 결정하는 데 큰 도움이 되지 않습니다.

애플리케이션 레이어

응용 계층에는 각 유형의 네트워크 서비스에 고유한 모든 요소와 기능이 포함됩니다. 6개의 하위 계층은 네트워크 서비스에 대한 전반적인 지원을 제공하는 작업과 기술을 결합하고 응용 프로그램 계층은 특정 네트워크 서비스 기능을 수행하는 데 필요한 프로토콜을 제공합니다.

서버는 네트워크 클라이언트에 제공하는 서비스 유형에 대한 정보를 제공합니다. 제공되는 서비스를 식별하기 위한 기본 메커니즘은 서비스 주소와 같은 요소에 의해 제공됩니다. 또한 서버는 이러한 방법을 사용하여 서비스를 능동 및 수동 서비스 프레젠테이션으로 제공합니다.

활성 서비스 광고에서 각 서버는 주기적으로 가용성을 알리는 메시지(서비스 주소 포함)를 보냅니다. 클라이언트는 특정 유형의 서비스에 대해 네트워크 장치를 폴링할 수도 있습니다. 네트워크 클라이언트는 서버에서 만든 보기를 수집하고 현재 사용 가능한 서비스의 테이블을 형성합니다. 액티브 프리젠테이션 방법을 사용하는 대부분의 네트워크는 서비스 프리젠테이션에 대한 특정 유효 기간도 정의합니다. 예를 들어, 네트워크 프로토콜이 서비스 표현을 5분마다 보내야 한다고 지정하는 경우 클라이언트는 지난 5분 이내에 표시되지 않은 서비스를 시간 초과합니다. 시간 초과가 만료되면 클라이언트는 테이블에서 서비스를 제거합니다.

서버는 디렉터리에 서비스와 주소를 등록하여 수동 서비스 광고를 구현합니다. 클라이언트가 사용 가능한 서비스를 확인하려는 경우 원하는 서비스의 위치와 해당 주소에 대해 디렉터리를 쿼리하기만 하면 됩니다.

네트워크 서비스를 사용하려면 컴퓨터의 로컬 운영 체제에서 사용할 수 있어야 합니다. 이 문제를 해결하기 위한 몇 가지 방법이 있지만 이러한 각 방법은 로컬 운영 체제네트워크 운영 체제를 인식합니다. 제공되는 서비스는 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

• 운영 체제 호출 가로채기;
• 원격 모드;
• 협업 데이터 처리.

OC 호출 가로채기를 사용할 때 로컬 운영 체제는 네트워크 서비스의 존재를 완전히 인식하지 못합니다. 예를 들어, DOS 응용 프로그램이 네트워크 파일 서버에서 파일을 읽으려고 할 때 다음과 같이 가정합니다. 주어진 파일로컬 저장소에 있습니다. 사실 특별한 작품 소프트웨어로컬 운영 체제(DOS)에 도달하기 전에 파일 읽기 요청을 가로채서 네트워크 파일 서비스에 요청을 전달합니다.

다른 극단적인 경우 원격 작동에서 로컬 운영 체제는 네트워크를 인식하고 네트워크 서비스에 요청을 전달하는 역할을 합니다. 그러나 서버는 클라이언트에 대해 아무것도 모릅니다. 서버 운영 체제에서는 서비스에 대한 모든 요청이 내부 요청이든 네트워크를 통해 전송되든 동일하게 보입니다.

마지막으로 네트워크의 존재를 인식하는 운영 체제가 있습니다. 서비스 소비자와 서비스 제공자는 서로의 존재를 인식하고 함께 협력하여 서비스 사용을 조정합니다. 이러한 유형의 서비스 사용은 일반적으로 P2P 협업 데이터 처리에 필요합니다. 협업 데이터 처리에는 단일 작업을 수행하기 위한 데이터 처리 기능의 공유가 포함됩니다. 이것은 운영 체제가 다른 사람의 존재와 능력을 인식하고 원하는 작업을 수행하기 위해 그들과 협력할 수 있어야 함을 의미합니다.

ComputerPress 6 "1999

이기종 장치 및 소프트웨어를 사용하는 네트워크에서 데이터의 통합 표현을 위해 ISO 표준을 위한 국제 기구(International Standardization Organization)는 개방형 시스템 OSI(Open System Interconnection)를 위한 기본 통신 모델을 개발했습니다. 이 모델은 통신 세션을 구성할 때 다양한 네트워크 환경에서 데이터를 전송하기 위한 규칙과 절차를 설명합니다. 모델의 주요 요소는 계층, 응용 프로세스 및 물리적 연결 수단입니다. 무화과에. 1.10은 기본 모델의 구조를 보여준다.

OSI 모델의 각 계층은 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 과정에서 특정 작업을 수행합니다. 기본 모델은 네트워크 프로토콜 개발의 기초입니다. OSI는 네트워크의 통신 기능을 7개의 계층으로 나눕니다. 각 계층은 개방형 시스템 상호 운용성 프로세스의 다른 부분을 담당합니다.

OSI 모델은 최종 사용자 애플리케이션이 아닌 시스템 전체의 상호 작용 수단만을 설명합니다. 응용 프로그램은 다음을 호출하여 자체 통신 프로토콜을 구현합니다. 시스템 도구.

쌀. 1.10. OSI 모델

응용 프로그램이 OSI 모델의 일부 상위 계층 기능을 인수할 수 있는 경우 통신을 위해 OSI 모델의 나머지 하위 계층 기능을 수행하는 시스템 도구에 직접 액세스합니다.

OSI 모델의 레이어 상호 작용

OSI 모델은 그림 1과 같이 두 가지 다른 모델로 나눌 수 있습니다. 1.11:

서로 다른 기계에서 프로그램과 프로세스의 상호 작용을 위한 메커니즘을 제공하는 프로토콜을 기반으로 하는 수평적 모델.

동일한 시스템에서 인접 계층이 서로 제공하는 서비스를 기반으로 하는 수직 모델입니다.

보내는 컴퓨터의 각 계층은 마치 직접 연결된 것처럼 받는 컴퓨터의 동일한 계층과 상호 작용합니다. 이러한 연결을 논리적 또는 가상 연결이라고 합니다. 실제로 상호 작용은 한 컴퓨터의 인접한 수준 간에 수행됩니다.

따라서 보내는 컴퓨터의 정보는 모든 수준을 통과해야 합니다. 그런 다음 물리적 매체를 통해 수신 컴퓨터로 전송되고 전송 컴퓨터에서 전송된 동일한 수준에 도달할 때까지 모든 계층을 다시 통과합니다.

수평 모델에서 두 프로그램은 데이터를 교환하기 위해 공통 프로토콜이 필요합니다. 수직 모델에서 인접 계층은 API(응용 프로그래밍 인터페이스)를 사용하여 통신합니다.

쌀. 1.11. 기본 OSI 참조 모델의 컴퓨터 상호 작용 다이어그램

네트워크에 공급되기 전에 데이터는 패킷으로 나뉩니다. 패킷은 네트워크 상의 스테이션 간에 전송되는 정보의 단위입니다.

데이터를 보낼 때 패킷은 소프트웨어의 모든 계층을 순차적으로 통과합니다. 각 레벨에서 이 레벨(헤더)의 제어 정보가 패킷에 추가되며, 이는 그림 3과 같이 네트워크를 통한 성공적인 데이터 전송에 필요합니다. 1.12에서 Zag는 패킷 헤더이고 End는 패킷의 끝입니다.

수신 측에서 패킷은 역순으로 모든 계층을 통과합니다. 각 계층에서 해당 계층의 프로토콜은 패킷의 정보를 읽고 보낸 사람이 같은 계층의 패킷에 추가한 정보를 제거하고 패킷을 다음 계층으로 전달합니다. 패킷이 애플리케이션 계층에 도달하면 모든 제어 정보가 패킷에서 제거되고 데이터는 원래 형식으로 돌아갑니다.

쌀. 1.12. 7레벨 모델의 각 레벨 패키지 구성

모델의 각 수준에는 고유한 기능이 있습니다. 레벨이 높을수록 해결하는 작업이 더 어려워집니다.

OSI 모델의 개별 계층을 특정 기능을 수행하도록 설계된 프로그램 그룹으로 생각하는 것이 편리합니다. 예를 들어, 한 계층은 ASCII에서 EBCDIC로의 데이터 변환을 제공하고 이 작업을 수행하는 데 필요한 프로그램을 포함합니다.

각 계층은 상위 계층에 서비스를 제공하고 차례로 하위 계층에 서비스를 요청합니다. 상위 계층은 거의 동일한 방식으로 서비스를 요청합니다. 일반적으로 일부 데이터를 한 네트워크에서 다른 네트워크로 라우팅해야 합니다. 데이터 주소 지정 원칙의 실제 구현은 하위 수준에 할당됩니다. 무화과에. 1.13 주어진 간단한 설명모든 수준에서 기능합니다.

쌀. 1.13. OSI 모델 계층의 기능

고려 중인 모델은 동일한 네트워크에 있는 여러 제조업체의 개방형 시스템 상호 작용을 결정합니다. 따라서 다음 사항에 대한 조정 작업을 수행합니다.

적용된 프로세스의 상호 작용;

데이터 프레젠테이션 양식;

균일한 데이터 저장

네트워크 자원 관리;

데이터 보안 및 정보 보호

프로그램 및 하드웨어 진단.

애플리케이션 레이어

응용 프로그램 계층은 응용 프로그램 프로세스에 상호 작용 영역에 대한 액세스 권한을 제공하며 상위(7번째) 수준이며 응용 프로그램 프로세스에 직접 인접합니다.

실제로 응용 프로그램 계층은 네트워크 사용자가 파일, 프린터 또는 하이퍼텍스트 웹 페이지와 같은 공유 리소스에 액세스하고 예를 들어 이메일 프로토콜을 사용하여 공동 작업을 구성하는 데 사용하는 다양한 프로토콜 집합입니다. 특수 응용 프로그램 서비스 요소는 파일 전송 및 터미널 에뮬레이션 프로그램과 같은 특정 응용 프로그램에 대한 서비스를 제공합니다. 예를 들어 프로그램에서 파일을 보내야 하는 경우 FTAM(파일 전송, 액세스 및 관리) 파일 전송 프로토콜이 사용됩니다. OSI 모델에서 특정 작업(예: 컴퓨터의 데이터베이스 업데이트)을 수행해야 하는 응용 프로그램은 데이터그램 형식의 특정 데이터를 응용 프로그램 계층에 보냅니다. 이 계층의 주요 작업 중 하나는 응용 프로그램 요청을 처리하는 방법, 즉 요청의 형식을 결정하는 것입니다.

애플리케이션 계층이 작동하는 데이터 단위를 일반적으로 메시지라고 합니다.

애플리케이션 계층은 다음 기능을 수행합니다.

1. 다양한 업무를 수행한다.

파일 전송;

작업 관리;

시스템 관리 등

2. 비밀번호, 주소, 전자서명에 의한 이용자 식별

3. 기능하는 가입자의 결정과 새로운 신청 절차에 대한 접근 가능성;

4. 가용 자원의 충분 여부 결정

5. 다른 신청 프로세스와의 연결 요청의 구성

6. 필요한 정보 기재 방법에 대한 대표급으로의 이관

7. 계획된 프로세스 대화를 위한 절차 선택

8. 응용 프로세스 간의 데이터 교환 관리 및 응용 프로세스 간의 상호 작용 동기화

9. 서비스 품질 결정(데이터 블록의 전달 시간, 허용 가능한 오류율)

10. 오류정정 및 자료의 신뢰성 판단에 관한 합의

11. 구문(문자 집합, 데이터 구조)에 부과된 제한 조정.

이러한 기능은 응용 프로그램 계층이 응용 프로그램 프로세스에 제공하는 서비스의 종류를 정의합니다. 또한 응용 계층은 물리 계층, 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 프레젠테이션 계층에서 제공하는 서비스를 응용 프로세스로 전달합니다.

애플리케이션 수준에서는 이미 처리된 정보를 사용자에게 제공해야 합니다. 이것은 시스템 및 사용자 소프트웨어에 의해 처리될 수 있습니다.

애플리케이션 계층은 네트워크에 대한 애플리케이션 액세스를 담당합니다. 이 수준의 작업은 파일 전송, 메일 교환 및 네트워크 관리입니다.

가장 일반적인 상위 3개 계층 프로토콜은 다음과 같습니다.

FTP( 파일 전송프로토콜) 파일 전송 프로토콜;

TFTP(Trivial File Transfer Protocol)는 가장 간단한 파일 전송 프로토콜입니다.

X.400 이메일;

텔넷은 원격 터미널과 함께 작동합니다.

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)는 단순 메일 교환 프로토콜입니다.

CMIP(Common Management Information Protocol) 공통 정보 관리 프로토콜;

SLIP(직렬 회선 IP) 직렬 회선용 IP입니다. 직렬 문자별 데이터 전송을 위한 프로토콜.

SNMP(단순 네트워크 관리 프로토콜) 단순 네트워크 관리 프로토콜.

FTAM(파일 전송, 액세스 및 관리)은 파일을 전송, 액세스 및 관리하기 위한 프로토콜입니다.

프레젠테이션 레이어

이 레벨의 기능은 애플리케이션 프로세스 간에 전송되는 데이터를 원하는 형식으로 표시하는 것입니다.

이 계층은 응용 프로그램 계층에서 전달된 정보가 다른 시스템의 응용 프로그램 계층에서 이해되도록 합니다. 필요한 경우 정보 전송 시의 프레젠테이션 계층에서 데이터 형식을 일부 공통 프레젠테이션 형식으로 변환하고 수신 시 각각 역변환을 수행합니다. 따라서 애플리케이션 계층은 예를 들어 데이터 표현의 구문적 차이를 극복할 수 있습니다. 이 상황은 데이터를 교환해야 하는 다른 유형의 컴퓨터(IBM PC 및 Macintosh)가 있는 LAN에서 발생할 수 있습니다. 따라서 데이터베이스 분야에서 정보는 문자와 숫자의 형태로 표현되어야 하며, 종종 그래픽 이미지의 형태로 표현되어야 합니다. 예를 들어 이 데이터를 부동 소수점 숫자로 처리해야 합니다.

공통 데이터 표현은 모델의 모든 수준에 공통인 ASN.1 시스템을 기반으로 합니다. 이 시스템은 파일의 구조를 설명하는 역할을 하며 데이터 암호화 문제도 해결합니다. 이 수준에서 데이터 암호화 및 암호 해독을 수행할 수 있으므로 모든 응용 프로그램 서비스에 대해 즉시 데이터 교환의 비밀이 보장됩니다. 이러한 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 응용 프로그램 계층 프로토콜에 대한 보안 메시징을 제공하는 SSL(Secure Socket Layer) 프로토콜이 있습니다. 이 계층은 응용 계층의 데이터 변환(코딩, 압축 등)을 전송 계층에 대한 정보 스트림으로 제공합니다.

대표 계층은 다음과 같은 주요 기능을 수행합니다.

1. 애플리케이션 프로세스 간의 상호 작용 세션을 설정하기 위한 요청 생성.

2. 애플리케이션 프로세스 간의 데이터 표시 조정.

3. 데이터 프레젠테이션 양식의 구현.

4. 그래픽 자료(도면, 도면, 도표)의 프레젠테이션.

5. 데이터 분류.

6. 세션 종료 요청 보내기.

프레젠테이션 계층 프로토콜은 일반적으로 모델의 상위 3개 계층 프로토콜의 일부입니다.

세션 계층

세션 계층은 사용자 또는 응용 프로세스 간에 세션을 수행하는 절차를 정의하는 계층입니다.

세션 계층은 현재 활성 상태인 쪽을 추적하기 위한 대화 제어를 제공하고 동기화 수단도 제공합니다. 후자를 사용하면 긴 전송에 체크포인트를 삽입하여 실패할 경우 처음부터 다시 시작하는 대신 마지막 체크포인트로 돌아갈 수 있습니다. 실제로 세션 계층을 사용하는 응용 프로그램은 거의 없으며 거의 ​​구현되지 않습니다.

세션 계층은 응용 프로세스 간의 정보 전송을 제어하고 하나의 통신 세션의 수신, 전송 및 발행을 조정합니다. 또한 세션 계층은 하위 계층의 오류로 인해 실패한 전송 세션에서 암호 관리, 대화 제어, 동기화 및 통신 취소 기능을 추가로 포함합니다. 이 계층의 기능은 서로 다른 워크스테이션에서 실행되는 두 응용 프로그램 간의 통신을 조정하는 것입니다. 그것은 잘 구성된 대화의 형태로 제공됩니다. 이러한 기능에는 세션 생성, 세션 중 메시지 패킷 송수신 관리, 세션 종료가 포함됩니다.

세션 수준에서 두 애플리케이션 프로세스 간의 전송이 결정됩니다.

반이중(프로세스는 차례로 데이터를 보내고 받습니다);

이중(프로세스는 데이터를 보내고 동시에 수신).

반이중 모드에서 세션 계층은 전송을 시작하는 프로세스에 데이터 토큰을 발행합니다. 두 번째 프로세스가 응답할 시간이 되면 데이터 토큰이 전달됩니다. 세션 계층은 데이터 토큰을 소유한 당사자에게만 전송을 허용합니다.

세션 계층은 다음 기능을 제공합니다.

1. 상호 작용하는 시스템 간의 연결 세션 수준에서 설정 및 완료.

2. 신청 프로세스 간의 정상적이고 긴급한 데이터 교환을 수행합니다.

3. 적용된 프로세스의 상호 작용 관리.

4. 세션 연결 동기화.

5. 예외적인 상황에 대한 신청 절차의 통지.

6. 적용 프로세스에서 레이블 설정, 실패 또는 오류 후 가장 가까운 레이블에서 실행을 복원할 수 있습니다.

7. 필요한 경우 신청절차의 중단 및 정확한 재개

8. 데이터 손실 없이 세션 종료.

9. 세션 진행 상황에 대한 특별 메시지 전송.

세션 계층은 최종 머신 간의 데이터 교환 세션을 구성하는 역할을 합니다. 세션 계층 프로토콜은 일반적으로 모델의 상위 3개 계층 프로토콜의 구성 요소입니다.

전송 레이어

전송 계층은 통신 네트워크를 통해 패킷을 전송하도록 설계되었습니다. 전송 계층에서 패킷은 블록으로 나뉩니다.

보낸 사람에서 받는 사람에게 가는 도중에 패킷이 손상되거나 손실될 수 있습니다. 일부 응용 프로그램에는 자체 오류 처리 기능이 있지만 안정적인 연결을 즉시 처리하는 것을 선호하는 응용 프로그램도 있습니다. 전송 계층의 역할은 응용 프로그램 또는 모델의 상위 계층(응용 프로그램 및 세션)이 필요한 수준의 신뢰성으로 데이터를 전송하도록 하는 것입니다. OSI 모델은 전송 계층에서 제공하는 5가지 서비스 클래스를 정의합니다. 이러한 유형의 서비스는 제공되는 서비스의 품질이 다릅니다. 긴급성, 중단된 통신을 복원하는 기능, 공통 전송 프로토콜을 통해 서로 다른 애플리케이션 프로토콜 간의 다중 연결을 위한 다중화 기능의 가용성, 그리고 가장 중요한 것은 감지하고 수정하는 기능입니다. 패킷의 왜곡, 손실 및 복제와 같은 전송 오류.

전송 계층은 네트워크에서 물리적 장치(시스템, 해당 부품)의 주소 지정을 결정합니다. 이 계층은 수신자에게 정보 블록의 전달을 보장하고 이 전달을 관리합니다. 주요 임무는 시스템 간에 효율적이고 신뢰할 수 있는 정보 전송을 제공하는 것입니다. 둘 이상의 패킷이 처리 중인 경우 전송 계층은 패킷이 통과하는 순서를 제어합니다. 이전에 수신한 메시지의 복제본이 통과하면 이 계층은 이를 인식하고 메시지를 무시합니다.

전송 계층의 기능은 다음과 같습니다.

1. 네트워크 전송 제어 및 데이터 블록의 무결성 보장.

2. 오류 감지, 부분 제거 및 수정되지 않은 오류 보고.

3. 장애 및 오작동 후 전송 복구.

4. 데이터 블록의 통합 또는 분할.

5. 블록 이전 시 우선순위 부여(정상 또는 긴급).

6. 전송 확인.

7. 네트워크 교착 상태에서 블록 제거.

전송 계층에서 시작하여 모든 상위 프로토콜은 일반적으로 네트워크 운영 체제에 포함된 소프트웨어로 구현됩니다.

가장 일반적인 전송 계층 프로토콜은 다음과 같습니다.

TCP(전송 제어 프로토콜) TCP/IP 스택 전송 제어 프로토콜.

UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)는 TCP/IP 스택의 사용자 데이터그램 프로토콜입니다.

NetWare 네트워크용 NCP(NetWare Core Protocol) 기본 프로토콜.

SPX(Sequenced Packet eXchange) Novell Stack Sequenced Packet Exchange;

TP4(전송 프로토콜) - 클래스 4 전송 프로토콜.

네트워크 계층

네트워크 계층은 통신 네트워크를 통해 가입자와 관리 시스템을 연결하는 채널을 제공하여 가장 빠르고 신뢰할 수 있는 경로를 선택합니다.

네트워크 계층은 다음에서 통신을 설정합니다. 컴퓨터 네트워크두 시스템 사이에 가상 회로를 제공합니다. 가상 또는 논리 채널은 상호 작용하는 구성 요소 사이에 필요한 경로를 배치하는 환상을 만드는 네트워크 구성 요소의 기능입니다. 또한 네트워크 계층은 발생하는 오류에 대해 전송 계층에 알립니다. 네트워크 계층 메시지는 일반적으로 패킷이라고 합니다. 여기에는 데이터 조각이 포함되어 있습니다. 네트워크 계층은 주소 지정 및 전달을 담당합니다.

데이터 전송을 위한 최적의 경로를 설정하는 것을 라우팅이라고 하며 그 솔루션이 네트워크 계층의 주요 작업입니다. 이 문제는 최단 경로가 항상 최선은 아니라는 사실로 인해 더욱 복잡해집니다. 종종 경로를 선택하는 기준은 이 경로를 따라 데이터를 전송하는 시간입니다. 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 통신 채널의 대역폭과 트래픽 강도에 따라 다릅니다. 일부 라우팅 알고리즘은 부하 변경에 적응하려고 하는 반면, 다른 라우팅 알고리즘은 장기 평균을 기반으로 결정을 내립니다. 경로 선택은 전송 신뢰성과 같은 다른 기준을 기반으로 할 수도 있습니다.

링크 계층 프로토콜은 적절한 일반적인 토폴로지가 있는 네트워크의 모든 노드 간에 데이터 전달을 제공합니다. 이는 여러 엔터프라이즈 네트워크를 단일 네트워크로 결합하는 네트워크 또는 노드 간에 중복 링크가 있는 매우 안정적인 네트워크와 같이 개발된 구조로 네트워크를 구축하는 것을 허용하지 않는 매우 엄격한 제한입니다.

따라서 네트워크 내에서 데이터 전달은 링크 계층에 의해 규제되지만 네트워크 간의 데이터 전달은 네트워크 계층에서 처리됩니다. 네트워크 수준에서 패킷 전달을 구성할 때 네트워크 번호 개념이 사용됩니다. 이 경우 받는 사람의 주소는 네트워크 번호와 해당 네트워크의 컴퓨터 번호로 구성됩니다.

네트워크는 라우터라는 특수 장치에 의해 상호 연결됩니다. 라우터는 토폴로지에 대한 정보를 수집하는 장치입니다. 네트워크 연결그리고 이를 기반으로 네트워크 계층 패킷을 목적지 네트워크로 전달합니다. 한 네트워크에 있는 발신자로부터 다른 네트워크에 있는 수신자에게 메시지를 전송하려면 적절한 경로를 선택할 때마다 네트워크 간에 일정한 수의 전송 전송(홉)을 수행해야 합니다. 따라서 경로는 패킷이 통과하는 일련의 라우터입니다.

네트워크 계층은 MAC 주소를 네트워크 주소로 변환하여 사용자를 그룹으로 나누고 패킷을 라우팅하는 역할을 합니다. 네트워크 계층은 또한 전송 계층으로 패킷을 투명하게 전송합니다.

네트워크 계층은 다음 기능을 수행합니다.

1. 네트워크 연결 생성 및 포트 식별.

2. 통신망을 통한 전송과정에서 발생하는 오류의 탐지 및 정정

3. 패킷 흐름 제어.

4. 패키지 시퀀스의 구성(순서).

5. 라우팅 및 스위칭.

6. 패키지의 분할 및 통합.

네트워크 계층은 두 가지 종류의 프로토콜을 정의합니다. 첫 번째 유형은 노드에서 라우터로, 라우터 간에 종단 노드의 데이터가 포함된 패킷 전송에 대한 규칙의 정의를 나타냅니다. 네트워크 계층 프로토콜에 대해 이야기할 때 일반적으로 참조되는 것은 이러한 프로토콜입니다. 그러나 라우팅 정보 교환 프로토콜이라고 하는 또 다른 유형의 프로토콜을 종종 네트워크 계층이라고 합니다. 라우터는 이러한 프로토콜을 사용하여 상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집합니다.

네트워크 계층 프로토콜은 운영 체제의 소프트웨어 모듈과 라우터의 소프트웨어 및 하드웨어에 의해 구현됩니다.

네트워크 계층에서 가장 일반적으로 사용되는 프로토콜은 다음과 같습니다.

IP(인터넷 프로토콜) 주소 및 라우팅 정보를 제공하는 TCP/IP 스택의 네트워크 프로토콜인 인터넷 프로토콜.

IPX(Internetwork Packet Exchange)는 Novell 네트워크에서 패킷의 주소를 지정하고 라우팅하도록 설계된 인터넷 패킷 교환 프로토콜입니다.

글로벌 패킷 교환 통신을 위한 X.25 국제 표준(이 프로토콜은 레이어 2에서 부분적으로 구현됨);

CLNP(Connection Less Network Protocol)는 연결을 구성하지 않는 네트워크 프로토콜입니다.

링크 레이어(데이터 링크)

링크 레이어의 정보 단위는 프레임(frame)이다. 프레임은 데이터를 배치할 수 있는 논리적으로 구성된 구조입니다. 링크 계층의 임무는 네트워크 계층에서 물리 계층으로 프레임을 전송하는 것입니다.

물리 계층에서 비트는 단순히 전송됩니다. 이것은 통신 회선이 상호 작용하는 여러 쌍의 컴퓨터에서 교대로 사용되는 일부 네트워크에서 물리적 전송 매체가 사용 중일 수 있다는 점을 고려하지 않습니다. 따라서 링크 계층의 작업 중 하나는 전송 매체의 가용성을 확인하는 것입니다. 링크 계층의 또 다른 작업은 오류 감지 및 수정 메커니즘을 구현하는 것입니다.

링크 계층은 각 프레임을 표시하기 위해 각 프레임의 시작과 끝에 특별한 비트 시퀀스를 배치하여 각 프레임이 올바르게 전송되도록 하고 또한 특정 방식으로 프레임의 모든 바이트를 합산하고 체크섬을 추가하여 체크섬을 계산합니다. 프레임에. 프레임이 도착하면 수신기는 수신된 데이터의 체크섬을 다시 계산하고 그 결과를 프레임의 체크섬과 비교합니다. 일치하면 프레임이 유효한 것으로 간주되어 수락됩니다. 체크섬이 일치하지 않으면 오류가 생성됩니다.

링크 계층의 임무는 네트워크 계층에서 오는 패킷을 적절한 크기의 프레임에 맞춰 전송 준비를 하는 것입니다. 이 계층은 블록의 시작과 끝을 결정하고 전송 오류를 감지하는 데 필요합니다.

같은 수준에서 네트워크 노드가 물리 계층을 사용하기 위한 규칙이 정의됩니다. LAN에서 데이터의 전기적 표현(데이터 비트, 데이터 인코딩 방법 및 마커)은 이 수준에서 그리고 이 수준에서만 인식됩니다. 여기에서 오류가 감지되고 수정됩니다(데이터 재전송을 요청하여).

링크 계층은 데이터 프레임의 생성, 전송 및 수신을 제공합니다. 이 계층은 네트워크 계층 요청을 처리하고 물리 계층 서비스를 사용하여 패킷을 수신 및 전송합니다. IEEE 802.X 사양은 링크 계층을 두 개의 하위 계층으로 나눕니다.

LLC(Logical Link Control) 논리적 링크 제어는 논리적 링크 제어를 제공합니다. LLC 하위 계층은 네트워크 계층에 서비스를 제공하고 사용자 메시지의 송수신과 관련됩니다.

MAC(미디어 평가 제어) 미디어 액세스 제어. MAC 하위 계층은 공유 물리적 매체에 대한 액세스(토큰 전달 또는 충돌 또는 충돌 감지)를 규제하고 통신 채널에 대한 액세스를 제어합니다. LLC 하위 계층은 MAC 하위 계층 위에 있습니다.

데이터 링크 계층은 링크를 통한 데이터 전송 절차를 통해 미디어 액세스 및 전송 제어를 정의합니다.

전송되는 데이터 블록의 크기가 큰 경우 링크 계층은 이를 프레임으로 나누고 프레임을 시퀀스로 전송합니다.

프레임을 수신하면 계층은 프레임에서 전송된 데이터 블록을 형성합니다. 데이터 블록의 크기는 전송 방법, 전송되는 채널의 품질에 따라 다릅니다.

LAN에서 링크 계층 프로토콜은 컴퓨터, 브리지, 스위치 및 라우터에서 사용됩니다. 컴퓨터에서 링크 계층의 기능은 공동으로 구현됩니다. 네트워크 어댑터그리고 그들의 운전사.

링크 계층은 다음 유형의 기능을 수행할 수 있습니다.

1. 채널 연결의 구성(설정, 관리, 종료) 및 해당 포트 식별.

2. 직원의 조직 및 이전.

3. 오류의 탐지 및 수정.

4. 데이터 흐름 관리.

5. 논리 채널의 투명성 보장(어떤 방식으로든 인코딩된 데이터 전송).

링크 계층에서 가장 일반적으로 사용되는 프로토콜은 다음과 같습니다.

직렬 연결을 위한 HDLC(High Level Data Link Control) 고급 데이터 링크 제어 프로토콜.

IEEE 802.2 LLC(유형 I 및 유형 II)는 802.x 환경용 MAC을 제공합니다.

버스 토폴로지 및 캐리어 스니핑 및 충돌 감지를 통한 다중 액세스를 사용하는 네트워크용 IEEE 802.3 표준에 따른 이더넷 네트워크 기술.

링 토폴로지 및 토큰 전달 링 액세스 방법을 사용하는 IEEE 802.5 표준에 따른 토큰 링 네트워크 기술;

FDDI(Fiber Distributed Date Interface Station) 광섬유 미디어를 사용하는 IEEE 802.6 네트워크 기술.

X.25는 글로벌 패킷 교환 통신을 위한 국제 표준입니다.

X25 및 ISDN 기술로 구성된 프레임 릴레이 네트워크.

물리 계층

물리 계층은 다음과 인터페이스하도록 설계되었습니다. 물리적 수단사이. 물리적 연결은 시스템 간의 신호를 가능하게 하는 물리적 미디어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합입니다.

물리적 매체는 신호가 전달되는 물질적 물질입니다. 물리적 매체는 물리적 연결 수단이 구축되는 기반입니다. 에테르, 금속, 광학 유리 및 석영은 물리적 매체로 널리 사용됩니다.

물리 계층은 미디어 인터페이스 하위 계층과 전송 변환 하위 계층으로 구성됩니다.

첫 번째는 사용된 물리적 통신 채널과 데이터 흐름의 페어링을 제공합니다. 두 번째는 적용된 프로토콜과 관련된 변환을 수행합니다. 물리 계층은 데이터 채널에 물리적 인터페이스를 제공하고 채널과 신호를 주고받는 절차도 설명합니다. 이 수준에서 전기적, 기계적, 기능적 및 절차적 매개변수는 물리적 연결시스템에서. 물리 계층은 상위 링크 계층에서 데이터 패킷을 수신하고 이진 스트림의 0과 1에 해당하는 광학 또는 전기 신호로 변환합니다. 이러한 신호는 전송 매체를 통해 수신 노드로 전송됩니다. 전송 매체의 기계적 및 전기적/광학적 특성은 물리적 계층에서 정의되며 다음을 포함합니다.

케이블 및 커넥터 유형;

커넥터의 핀 할당;

값 0과 1에 대한 신호 코딩 체계.

물리 계층은 다음 기능을 수행합니다.

1. 물리적 연결의 설정 및 해제.

2. 시리얼 코드의 신호 전송 및 수신.

3. 필요한 경우 채널을 청취합니다.

4. 채널 식별.

5. 장애 및 장애 발생의 통지.

오작동 및 장애 발생에 대한 알림은 네트워크의 정상적인 작동을 방해하는 물리 계층에서 특정 클래스의 이벤트가 감지되기 ​​때문입니다(여러 시스템에서 한 번에 전송되는 프레임의 충돌, 채널 단절, 정전 , 기계적 접촉 손실 등). 데이터 링크 계층에 제공되는 서비스 유형은 물리 계층 프로토콜에 의해 정의됩니다. 시스템 그룹이 하나의 채널에 연결되어 있지만 그 중 하나만 동시에 신호를 전송할 수 있는 경우 채널 청취가 필요합니다. 따라서 채널을 청취하면 무료로 전송할 수 있는지 여부를 결정할 수 있습니다. 경우에 따라 구조를 보다 명확하게 정의하기 위해 물리 계층을 여러 하위 수준으로 나눕니다. 예를 들어, 무선 네트워크의 물리 계층은 세 개의 하위 계층으로 나뉩니다(그림 1.14).

쌀. 1.14. 무선 LAN 물리 계층

물리 계층 기능은 네트워크에 연결된 모든 장치에서 구현됩니다. 컴퓨터 측에서 물리적 계층 기능은 네트워크 어댑터에 의해 수행됩니다. 리피터는 물리적 계층에서만 작동하는 유일한 유형의 장비입니다.

물리 계층은 일부 메인프레임과 미니컴퓨터에 사용되는 비동기(직렬) 및 동기(병렬) 전송을 모두 제공할 수 있습니다. 물리 계층에서는 통신 채널을 통한 전송을 위한 이진 값을 나타내기 위해 인코딩 방식을 정의해야 합니다. 많은 근거리 통신망은 맨체스터 인코딩을 사용합니다.

물리 계층 프로토콜의 예는 사용된 케이블로 비차폐 케이블을 정의하는 10Base-T 이더넷 사양입니다. 꼬인 쌍카테고리 3 파도 저항 100옴, RJ-45 커넥터, 최대 물리적 세그먼트 길이 100미터, 데이터 표현을 위한 맨체스터 코드 및 매체 및 전기 신호의 기타 특성.

가장 일반적인 물리 계층 사양은 다음과 같습니다.

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - 기계/전기 불균형 직렬 인터페이스;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - 균형 직렬 인터페이스의 기계적, 전기적 및 광학적 특성;

이더넷은 버스 토폴로지 및 캐리어 스니핑 및 충돌 감지를 통한 다중 액세스를 사용하는 네트워크용 IEEE 802.3 네트워크 기술입니다.

토큰 링은 링 토폴로지와 토큰 전달 링 액세스 방법을 사용하는 IEEE 802.5 네트워크 기술입니다.

), IPX, IGMP, ICMP, ARP.

네트워크 계층을 구축할 필요가 있었던 이유, 데이터 링크 및 물리 계층 도구의 도움으로 구축된 네트워크가 사용자의 요구 사항을 충족할 수 없는 이유를 이해할 필요가 있습니다.

링크 계층을 통해 다양한 기본 네트워크 기술을 통합하여 복잡하고 구조화된 네트워크를 생성하는 것도 가능합니다. 이를 위해 일부 유형의 브리지 및 스위치를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 이러한 네트워크에서 트래픽은 무작위로 형성되는 것이 당연하지만, 한편으로는 몇 가지 패턴이 있는 것도 특징입니다. 일반적으로 이러한 네트워크에서 공통 작업을 수행하는 일부 사용자(예: 한 부서의 직원)는 서로 또는 공통 서버에 요청하는 경우가 가장 많으며 때로는 컴퓨터 리소스에 액세스해야 하는 경우도 있습니다. 다른 부서에서. 따라서 네트워크 트래픽에 따라 네트워크의 컴퓨터는 네트워크 세그먼트라고 하는 그룹으로 나뉩니다. 대부분의 메시지가 동일한 그룹의 컴퓨터에 전달(주소 지정)되는 경우 컴퓨터는 그룹으로 결합됩니다. 네트워크를 세그먼트로 나누는 것은 브리지와 스위치로 수행할 수 있습니다. 다른 세그먼트에 있는 컴퓨터로 주소가 지정된 프레임을 제외하고 외부 프레임을 전달하지 않음으로써 세그먼트 내의 로컬 트래픽을 보호합니다. 따라서 하나의 네트워크는 별도의 서브넷으로 나뉩니다. 이러한 서브넷에서 향후 충분히 큰 크기의 복합 네트워크를 구축할 수 있습니다.

서브넷의 아이디어는 복합 네트워크를 구성하는 기초입니다.

네트워크라고 합니다 합성물(인터넷 또는 인터넷), 여러 네트워크의 모음으로 나타낼 수 있는 경우. 복합 네트워크를 구성하는 네트워크를 서브넷, 구성 네트워크 또는 간단히 네트워크라고 하며, 각 네트워크는 고유한 링크 계층 기술에서 작동할 수 있습니다(필수 사항은 아님).

그러나 중계기, 브리지 및 스위치의 도움으로 이 아이디어를 실현하는 것은 매우 중요한 한계와 단점이 있습니다.

리피터와 브리지 또는 스위치를 모두 사용하여 구축된 네트워크 토폴로지에는 루프가 없어야 합니다. 실제로 브리지나 스위치는 보낸 사람과 받는 사람 사이에 하나의 경로만 있는 경우에만 대상으로 패킷을 전달하는 문제를 해결할 수 있습니다. 동시에 루프를 형성하는 중복 링크의 존재는 더 나은 로드 밸런싱과 중복 경로 형성을 통해 네트워크 신뢰성을 높이는 데 종종 필요합니다.

브리지나 스위치 사이에 위치한 논리적 네트워크 세그먼트는 서로 잘 격리되어 있지 않습니다. 그들은 브로드캐스트 폭풍에 면역되지 않습니다. 스테이션이 브로드캐스트 메시지를 보내면 이 메시지는 모든 논리 네트워크 세그먼트의 모든 스테이션으로 전송됩니다. 관리자는 노드가 단위 시간당 생성할 수 있는 브로드캐스트 패킷 수를 수동으로 제한해야 합니다. 원칙적으로 우리는 많은 스위치에 구현된 가상 네트워킹 메커니즘(Debian D-Link VLAN 구성)을 사용하여 브로드캐스트 스톰 문제를 해결했습니다. 그러나 이 경우 트래픽 측면에서 격리된 스테이션 그룹을 만드는 것은 매우 유연하지만 완전히 격리된, 즉 하나의 노드입니다. 가상 네트워크다른 가상 네트워크의 호스트와 통신할 수 없습니다.

브리지와 스위치를 기반으로 구축된 네트워크에서는 패킷에 포함된 데이터의 값을 기반으로 트래픽 제어 문제를 해결하기가 다소 어렵습니다. 이러한 네트워크에서는 관리자가 패킷 내용의 이진 표현을 처리해야 하는 사용자 지정 필터를 통해서만 가능합니다.

브리지와 스위치를 포함하는 물리적 및 링크 계층을 통해서만 전송 하위 시스템을 구현하면 유연성이 부족한 단일 레벨 주소 지정 시스템이 됩니다. MAC 주소는 수신 스테이션의 주소로 사용됩니다. 네트워크 어댑터와 단단히 연결되어 있습니다.

브리지와 스위치의 모든 단점은 링크 계층 프로토콜을 사용하여 작동한다는 사실에만 관련됩니다. 문제는 이러한 프로토콜이 대규모 네트워크를 구성할 때 사용할 수 있는 네트워크 부분(또는 서브넷 또는 세그먼트)의 개념을 명시적으로 정의하지 않는다는 것입니다. 따라서 네트워크 기술 개발자는 복합 네트워크를 새로운 수준, 즉 네트워크 수준으로 구축하는 작업을 위임하기로 결정했습니다.

그 개발은 OSI 모델과 관련이 없습니다.

OSI 모델의 계층

이 모델은 서로 위에 있는 7개의 레벨로 구성됩니다. 계층은 인터페이스를 통해 서로(수직) 상호 작용하고 프로토콜을 통해 다른 시스템의 병렬 계층(수평)과 상호 작용할 수 있습니다. 각 레벨은 이웃과만 상호 작용할 수 있으며 해당 레벨에만 할당된 기능을 수행할 수 있습니다. 자세한 내용은 그림에서 볼 수 있습니다.

응용(응용) 수준(eng. 응용 계층)

모델의 최상위 수준은 네트워크와 사용자 응용 프로그램의 상호 작용을 제공합니다. 이 계층을 통해 응용 프로그램은 파일 및 데이터베이스에 대한 원격 액세스, 전자 메일 전달과 같은 네트워크 서비스를 사용할 수 있습니다. 또한 서비스 정보 전송을 담당하고 애플리케이션에 오류 정보를 제공하며 다음 요청을 생성합니다. 프레젠테이션 레이어. 예: HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, BitTorrent, MODBUS, SIP

경영진(프레젠테이션 레이어) 프레젠테이션 레이어)

이 계층은 프로토콜 변환 및 데이터 인코딩/디코딩을 담당합니다. 응용 계층에서 수신한 응용 프로그램 요청을 네트워크를 통해 전송할 수 있는 형식으로 변환하고 네트워크에서 수신한 데이터를 응용 프로그램이 이해할 수 있는 형식으로 변환합니다. 이 수준에서 데이터의 압축/압축 해제 또는 인코딩/디코딩을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 요청을 다른 곳으로 리디렉션할 수 있습니다. 네트워크 리소스로컬에서 처리할 수 없는 경우.

OSI 참조 모델의 계층 6(표현)은 일반적으로 인접 계층의 정보를 변환하기 위한 중간 프로토콜입니다. 이를 통해 응용 프로그램에 투명한 방식으로 이기종 컴퓨터 시스템의 응용 프로그램 간에 통신할 수 있습니다. 프레젠테이션 계층은 코드의 형식 지정 및 변환을 제공합니다. 코드 형식은 응용 프로그램이 처리를 위해 적절한 정보를 수신하도록 하는 데 사용됩니다. 필요한 경우 이 계층은 한 데이터 형식에서 다른 데이터 형식으로 변환할 수 있습니다. 프리젠테이션 계층은 데이터의 형식과 프리젠테이션뿐만 아니라 프로그램에서 사용하는 데이터 구조도 다룹니다. 따라서 계층 6은 전송 중 데이터 구성을 제공합니다.

이것이 어떻게 작동하는지 이해하려면 두 개의 시스템이 있다고 상상해 보십시오. 하나는 확장된 이진 정보 교환 코드 EBCDIC를 사용하여 데이터를 나타냅니다. 예를 들어 IBM 메인프레임이 될 수 있고 다른 하나는 미국 표준 코드 ASCII 정보 교환(대부분의 다른 컴퓨터 제조업체에서 사용). 이 두 시스템이 정보를 교환해야 하는 경우 두 가지 다른 형식 간에 변환 및 변환을 수행하기 위해 프레젠테이션 계층이 필요합니다.

프리젠테이션 수준에서 수행되는 또 다른 기능은 데이터 암호화로, 승인되지 않은 수신자가 전송된 정보를 수신하지 못하도록 보호해야 하는 경우에 사용됩니다. 이 작업을 수행하려면 보기 수준의 프로세스와 코드에서 데이터 변환을 수행해야 합니다. 이 수준에는 텍스트를 압축하고 그래픽 이미지를 비트스트림으로 변환하여 네트워크를 통해 전송할 수 있도록 하는 다른 서브루틴이 있습니다.

프레젠테이션 수준 표준은 또한 프레젠테이션 방법을 정의합니다. 그래픽 이미지. 이를 위해 매킨토시와 PowerPC 컴퓨터용 프로그램 간에 QuickDraw 그래픽을 전송하는 데 사용되는 이미지 형식인 PICT 형식을 사용할 수 있습니다. 또 다른 프레젠테이션 형식은 일반적으로 사용되는 태그가 지정된 TIFF 이미지 파일 형식입니다. 비트맵높은 해상도. 그래픽에 사용할 수 있는 다음 프레젠테이션 수준 표준은 Joint Photographic Expert Group에서 개발한 것입니다. 일상적인 사용에서 이 표준은 단순히 JPEG라고 합니다.

사운드와 영화의 표현을 정의하는 또 다른 표현 수준 표준 그룹이 있습니다. 여기에는 음악의 디지털 표현을 위한 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)가 포함됩니다. Cinematography Expert Group에서 개발한 MPEG 표준은 CD에 비디오를 압축 및 인코딩하고 디지털 방식으로 저장하고 최대 1.5Mbps의 속도로 전송하는 데 사용됩니다. /s 및 QuickTime은 Macintosh 및 PowerPC 컴퓨터에서 실행되는 프로그램의 오디오 및 비디오 요소를 설명하는 표준입니다.

세션 계층 세션 계층)

모델의 5번째 수준은 통신 세션을 유지 관리하여 응용 프로그램이 오랫동안 서로 상호 작용할 수 있도록 합니다. 이 계층은 세션 생성/종료, 정보 교환, 작업 동기화, 데이터 전송 권한 결정, 애플리케이션 비활성 기간 동안 세션 유지 관리를 관리합니다. 전송 동기화는 데이터 스트림에 체크포인트를 배치하여 보장되며, 상호 작용이 중단되면 프로세스가 다시 시작됩니다.

수송층 수송층)

4단계 모델은 전송된 순서대로 오류, 손실 및 중복 없이 데이터를 전달하도록 설계되었습니다. 동시에 어떤 데이터가 어디에서 어디에서 전송되는지는 중요하지 않습니다. 즉, 전송 메커니즘 자체를 제공합니다. 데이터 블록을 조각으로 나누고 그 크기는 프로토콜에 따라 다르며 짧은 것은 하나로 결합하고 긴 것은 분할합니다. 예: TCP , UDP .

기본 전송 기능(예: 승인 없는 데이터 전송 기능)만 제공하는 프로토콜에서 여러 데이터 패킷이 올바른 순서로 대상에 전달되고 다중 데이터를 다중화하는 프로토콜에 이르기까지 다양한 클래스의 전송 계층 프로토콜이 있습니다. 스트림, 데이터 흐름 제어 메커니즘을 제공하고 수신된 데이터의 유효성을 보장합니다.

연결 없는 프로토콜이라고 하는 일부 네트워크 계층 프로토콜은 데이터가 소스 장치에서 전송된 순서대로 대상으로 전달되는 것을 보장하지 않습니다. 일부 전송 계층은 데이터를 세션 계층으로 전달하기 전에 올바른 순서로 데이터를 수집하여 이를 처리합니다. 데이터를 다중화(다중화)한다는 것은 전송 계층이 두 시스템 간에 여러 데이터 스트림(스트림은 다른 응용 프로그램에서 올 수 있음)을 동시에 처리할 수 있음을 의미합니다. 흐름 제어 메커니즘은 한 시스템에서 다른 시스템으로 전송되는 데이터의 양을 조절할 수 있는 메커니즘입니다. 전송 계층 프로토콜은 종종 데이터 전달 제어 기능을 가지고 있어 수신 시스템이 데이터가 수신되었다는 확인을 송신측에 보내도록 합니다.

기존 전화의 예를 사용하여 연결 설정으로 프로토콜 작동을 설명할 수 있습니다. 이 클래스의 프로토콜은 소스에서 목적지까지의 패킷 경로를 호출하거나 설정하여 데이터 전송을 시작합니다. 그 후 직렬 데이터 전송이 시작되고 전송이 끝나면 연결이 끊어집니다.

각 패킷에 완전한 주소 정보가 포함된 데이터를 보내는 연결 없는 프로토콜도 유사하게 작동합니다. 우편 시스템. 각 편지 또는 패키지에는 보낸 사람과 받는 사람의 주소가 포함되어 있습니다. 다음으로, 각 중간 우체국 또는 네트워크 장치는 주소 정보를 읽고 데이터 라우팅에 대한 결정을 내립니다. 편지 또는 데이터 패킷은 수신자에게 전달될 때까지 한 중간 장치에서 다른 장치로 전송됩니다. 비연결형 프로토콜은 정보가 전송된 순서대로 수신자에게 도착한다고 보장하지 않습니다. 전송 프로토콜은 연결 없는 네트워크 프로토콜을 사용할 때 적절한 순서로 데이터를 설정하는 역할을 합니다.

네트워크 계층 네트워크 계층)

OSI 네트워크 모델의 세 번째 계층은 데이터 전송 경로를 결정하도록 설계되었습니다. 논리적 주소와 이름을 물리적 주소로 변환하고 최단 경로 결정, 스위칭 및 라우팅, 네트워크 문제 및 혼잡 모니터링을 담당합니다. 라우터와 같은 네트워크 장치가 이 수준에서 작동합니다.

네트워크 계층 프로토콜은 소스에서 대상으로 데이터를 라우팅합니다.

링크 레이어 데이터 링크 레이어)

이 계층은 물리적 계층에서 네트워크의 상호 작용을 보장하고 발생할 수 있는 오류를 제어하도록 설계되었습니다. 물리계층에서 받은 데이터를 프레임으로 묶고, 무결성을 확인하고, 필요한 경우 오류를 수정하고(손상된 프레임에 대해 반복 요청을 보냄) 네트워크 계층으로 보냅니다. 링크 계층은 하나 이상의 물리적 계층과 상호 작용하여 이 상호 작용을 제어하고 관리할 수 있습니다. IEEE 802 사양은 이 수준을 2개의 하위 수준으로 나눕니다. MAC(Media Access Control)은 공유 물리적 매체에 대한 액세스를 규제하고 LLC(Logical Link Control)는 네트워크 수준 서비스를 제공합니다.

프로그래밍에서 이 수준은 네트워크 카드 드라이버를 나타내며 운영 체제에는 채널과 네트워크 수준의 상호 작용을 위한 프로그래밍 인터페이스가 있습니다. 이것은 새로운 수준이 아니라 단순히 특정 OS에 대한 모델의 구현입니다. . 이러한 인터페이스의 예: ODI , NDIS

물리 계층 물리층)

모델의 가장 낮은 수준은 데이터 흐름을 직접 전송하기 위한 것입니다. 전기 또는 광 신호를 케이블 또는 라디오 방송으로 전송하고 그에 따라 디지털 신호를 인코딩하는 방법에 따라 수신 및 데이터 비트로 변환합니다. 즉, 네트워크 캐리어와 네트워크 장치 간의 인터페이스를 제공합니다.

OSI 모델 및 실제 프로토콜

7계층 OSI 모델은 이론적이며 여러 가지 단점이 있습니다. OSI 모델에 따라 정확히 네트워크를 구축하려는 시도가 있었지만 이러한 방식으로 생성된 네트워크는 비용이 많이 들고 신뢰할 수 없고 사용하기 불편했습니다. 진짜 네트워크 프로토콜, 기존 네트워크에서 사용되는, 의도하지 않은 기능을 제공하기 위해 강제로 그것에서 벗어나 OSI 계층에 대한 일부의 바인딩은 다소 임의적입니다. 일부 프로토콜은 OSI 모델의 여러 계층을 차지하고 신뢰성 기능은 여러 계층에서 구현됩니다. OSI 모델.

OSI의 주요 결함은 잘못 생각된 전송 계층입니다. 그 위에서 OSI는 응용 프로그램 간에 데이터를 교환할 수 있도록 합니다(개념 도입 포트- 응용 프로그램 식별자) 그러나 간단한 데이터그램(UDP 유형)을 교환할 가능성은 OSI에서 제공되지 않습니다. 실제 프로토콜은 이 가능성을 구현합니다.

TCP/IP 제품군

TCP/IP 제품군에는 세 가지 전송 프로토콜이 있습니다. 데이터 수신 확인을 제공하는 완전히 OSI 호환 TCP, 포트가 있는 경우에만 전송 계층에 해당하는 UDP, 응용 프로그램 간의 데이터그램 교환을 제공하지 않음 데이터 수신을 보장하고 TCP의 일부 단점을 제거하고 일부 혁신을 추가하도록 설계된 SCTP. (TCP/IP 제품군에는 약 200개의 다른 프로토콜이 있으며, 그 중 가장 잘 알려진 것은 서비스 프로토콜 ICMP 이며 내부적으로 작동을 보장하기 위해 사용되며 나머지도 전송 프로토콜이 아닙니다.)

IPX/SPX 제품군

IPX/SPX 제품군에서 포트("소켓" 또는 "소켓"이라고 함)는 IPX 네트워크 계층 프로토콜에 나타나 응용 프로그램 간에 데이터그램을 교환할 수 있습니다(운영 체제는 일부 소켓을 자체적으로 예약함). SPX 프로토콜은 차례로 OSI를 완벽하게 준수하는 다른 모든 전송 계층 기능으로 IPX를 보완합니다.

호스트 주소의 경우 IPX는 4바이트 네트워크 번호(라우터에서 할당)와 네트워크 어댑터의 MAC 주소로 구성된 식별자를 사용합니다.

국방부 모델

단순화된 4계층 OSI 모델을 사용하는 TCP/IP 프로토콜 스택.

IPv6에서 주소 지정

IPv6의 대상 및 소스 주소는 128비트 또는 16바이트입니다. 버전 6은 버전 4의 특수 주소 유형을 다음 주소 유형으로 일반화합니다.

• 유니캐스트는 개별 주소입니다. 단일 노드(컴퓨터 또는 라우터 포트)를 지정합니다. 패킷은 최단 경로를 통해 노드에 전달되어야 합니다.
• 클러스터는 클러스터의 주소입니다. 공통 주소 접두사(예: 동일한 물리적 네트워크에 연결됨)를 공유하는 호스트 그룹을 나타냅니다. 패킷은 최단 경로를 따라 노드 그룹으로 라우팅된 다음 그룹 구성원 중 하나만(예: 가장 가까운 노드) 전달되어야 합니다.
• 멀티캐스트는 다른 물리적 네트워크에 있는 호스트 집합의 주소입니다. 패킷 사본은 가능한 경우 하드웨어 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 기능을 사용하여 세트의 각 노드에 전달되어야 합니다.

IPv4와 마찬가지로 IPv6 주소는 주소의 최상위 비트 값에 따라 클래스로 나뉩니다.

대부분의 클래스는 향후 사용을 위해 예약되어 있습니다. 실제 사용에 있어 가장 흥미로운 것은 인터넷 서비스 제공자를 위한 클래스입니다. 공급자 할당 유니캐스트.

이 클래스의 주소는 다음과 같은 구조를 갖습니다.

각 ISP에는 지원하는 모든 네트워크에 태그를 지정하는 고유 식별자가 할당됩니다. 다음으로 공급자는 가입자에게 고유 식별자를 할당하고 가입자 주소 블록을 할당할 때 두 식별자를 모두 사용합니다. 가입자 자신이 이러한 네트워크의 서브넷과 노드에 고유한 식별자를 할당합니다.

가입자는 IPv4에서 사용되는 서브넷 기술을 사용하여 서브넷 ID 필드를 더 작은 필드로 세분화할 수 있습니다.

설명된 체계는 전화 네트워크 또는 X.25 네트워크와 같은 영역 네트워크에서 사용되는 IPv6 주소 지정 체계와 유사합니다. 주소 필드의 계층 구조는 백본 라우터가 주소의 상위 부분에서만 작동하도록 허용하고 덜 중요한 필드의 처리는 가입자 라우터에 맡깁니다.

IP 주소에서 MAC 주소를 사용하려면 호스트 ID 필드 아래에 최소 6바이트가 할당되어야 합니다. 로컬 네트워크곧장.

주소 지정 체계의 IPv4 버전과의 호환성을 위해 IPv6에는 주소의 상위 비트에 0000 0000이 있는 주소 클래스가 있습니다. 이 클래스 주소의 하위 4바이트에는 IPv4 주소가 포함되어야 합니다. 두 가지 버전의 주소를 모두 지원하는 라우터는 IPv4 주소 지정을 지원하는 네트워크에서 IPv6 주소 지정을 지원하는 네트워크로 또는 그 반대로 패킷을 전달할 때 변환을 제공해야 합니다.

비판

7계층 OSI 모델은 일부 전문가들로부터 비판을 받아왔습니다. 특히 고전 책 UNIX에서. 관리 시스템 관리자» Evi Nemeth와 다른 사람들은 다음과 같이 씁니다.

... ISO 위원회가 표준에 대해 논쟁하는 동안 네트워킹의 전체 개념이 뒤에서 바뀌고 TCP/IP 프로토콜이 전 세계적으로 도입되고 있었습니다. …
…
그래서 ISO 프로토콜이 마침내 구현되었을 때 많은 문제가 나타났습니다.
이러한 프로토콜은 오늘날의 네트워크에서 의미가 없는 개념을 기반으로 합니다.
그들의 사양은 어떤 경우에는 불완전했습니다.
그들만의 기능그들은 다른 프로토콜보다 열등했습니다.
다중 계층의 존재로 인해 이러한 프로토콜이 느려지고 구현하기 어렵습니다.
…
… 이제 이 프로토콜을 가장 열성적으로 지지하는 사람들조차도 OSI가 점차 컴퓨터 역사의 한 페이지에 작은 각주가 되는 방향으로 나아가고 있음을 인정합니다.

네트워크 장치 기사에 나열된 모든 네트워크 장치의 작동을 더 쉽게 이해할 수 있도록 OSI 네트워크 참조 모델의 계층과 관련하여 몇 가지 설명과 함께 개략도를 만들었습니다.

먼저 OSI 참조 네트워크 모델과 데이터 캡슐화의 계층을 생각해 보겠습니다.

연결된 두 컴퓨터 간에 데이터가 전송되는 방식을 확인하십시오. 동시에 컴퓨터에서 네트워크 카드의 작동을 강조할 것입니다. 그녀는 네트워크 장치이며 컴퓨터는 원칙적으로 그렇지 않습니다. (모든 이미지는 클릭 가능합니다. 이미지를 클릭하면 확대됩니다.)

PC1의 응용 프로그램이 다른 PC2의 다른 응용 프로그램으로 데이터를 보냅니다. 최상위 계층(응용 계층)에서 시작하여 데이터는 링크 계층으로 네트워크 카드로 전송됩니다. 여기에서 네트워크 카드는 프레임을 비트로 변환하여 물리적 매체(예: 트위스트 페어 케이블)로 보냅니다. 신호가 케이블의 반대편에 도착하고 PC2 네트워크 카드는 이러한 신호를 수신하여 비트로 인식하고 그로부터 프레임을 형성합니다. 프레임에 포함된 데이터는 상위 계층으로 캡슐화 해제되고 응용 프로그램 계층에 도달하면 PC2의 해당 프로그램이 이를 수신합니다.

연발총. 집중기.

리피터와 허브는 같은 계층에서 동작하므로 OSI 네트워크 모델과 동일한 방식으로 묘사됩니다. 네트워크 장치를 나타내기 쉽도록 컴퓨터 간에 표시합니다.

첫 번째(물리적) 레벨의 중계기 및 허브 장치. 그들은 신호를 수신하고 인식하며 신호를 모든 활성 포트로 전달합니다.

네트워크 브리지. 스위치.

네트워크 브리지와 스위치도 같은 수준(채널)에서 작동하며 각각 같은 방식으로 표시됩니다.

두 장치 모두 이미 두 번째 레벨이므로 신호(첫 번째 레벨의 집중 장치와 같은)를 인식하는 것 외에도 신호(신호)를 프레임으로 캡슐화 해제합니다. 두 번째 수준에서 프레임의 트레일러(예고편)의 체크섬이 비교됩니다. 그런 다음 프레임 헤더에서 수신자의 MAC 주소를 학습하고 교환 테이블에 있는지 확인합니다. 주소가 있으면 프레임이 다시 비트로 캡슐화되어 적절한 포트로 전송됩니다(이미 신호 형태로). 주소를 찾을 수 없으면 연결된 네트워크에서 이 주소를 찾는 프로세스가 발생합니다.

라우터.

보시다시피 라우터(또는 라우터)는 레이어 3 장치입니다. 라우터가 대략적으로 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 포트에서 신호를 수신하고 라우터는 이를 인식합니다. 인식된 신호(비트)는 프레임(프레임)을 형성합니다. 트레일러의 체크섬과 수신자의 MAC 주소가 확인됩니다. 모든 검사가 성공하면 프레임이 패킷을 형성합니다. 세 번째 수준에서 라우터는 패킷 헤더를 검사합니다. 여기에는 대상(수신자)의 IP 주소가 포함됩니다. 라우터는 IP 주소와 자체 라우팅 테이블을 기반으로 패킷이 목적지에 도달할 최적의 경로를 선택합니다. 경로를 선택하면 라우터는 패킷을 프레임으로 캡슐화한 다음 비트로 캡슐화하고 신호로 적절한 포트(라우팅 테이블에서 선택됨)로 보냅니다.

결론

결론적으로 나는 모든 장치를 한 장의 사진에 결합했습니다.

이제 어떤 장치가 어떻게 작동하는지 결정할 수 있는 충분한 지식을 갖게 되었습니다. 여전히 질문이 있는 경우 저에게 질문하십시오. 가까운 시일 내에 귀하 또는 저 또는 다른 사용자가 확실히 도움이 될 것입니다.