Koncepti i modelit të rrjetit është modeli i rrjetit osi. Si funksionojnë pajisjet e rrjetit sipas modelit të rrjetit OSI

Alexander Goryachev, Alexey Niskovsky

Në mënyrë që serverët dhe klientët e rrjetit të komunikojnë, ata duhet të punojnë duke përdorur të njëjtin protokoll shkëmbimi informacioni, domethënë, ata duhet të "flasin" të njëjtën gjuhë. Protokolli përcakton një sërë rregullash për organizimin e shkëmbimit të informacionit në të gjitha nivelet e ndërveprimit të objekteve të rrjetit.

Ekziston një model referimi i ndërveprimit sistemet e hapura(Open System Interconnection Reference Model), i referuar shpesh si modeli OSI. Ky model është zhvilluar nga Organizata Ndërkombëtare për Standardizim (ISO). Modeli OSI përshkruan skemën e ndërveprimit të objekteve të rrjetit, përcakton listën e detyrave dhe rregullat e transferimit të të dhënave. Ai përfshin shtatë nivele: fizik (fizik - 1), kanal (Data-Link - 2), rrjet (Rrjeti - 3), transport (Transport - 4), sesion (Sesion - 5), prezantim i të dhënave (Prezantimi - 6) dhe aplikuar (Aplikimi - 7). Besohet se dy kompjuterë mund të komunikojnë me njëri-tjetrin në një nivel të caktuar të modelit OSI nëse softueri i tyre që zbaton funksionet e rrjetit të këtij niveli interpreton të njëjtat të dhëna në të njëjtën mënyrë. Në këtë rast, midis dy kompjuterëve krijohet një ndërveprim i drejtpërdrejtë, i quajtur "point-to-point".

Zbatimet e modelit OSI nga protokollet quhen rafte (bashkësi) protokollesh. Brenda një protokolli të veçantë, është e pamundur të zbatohen të gjitha funksionet e modelit OSI. Në mënyrë tipike, detyrat e një shtrese të caktuar zbatohen nga një ose më shumë protokolle. Protokollet nga e njëjta pirg duhet të funksionojnë në një kompjuter. Në këtë rast, një kompjuter mund të përdorë njëkohësisht disa rafte protokollesh.

Le të shqyrtojmë detyrat e zgjidhura në secilin prej niveleve të modelit OSI.

Shtresa fizike

Në këtë nivel të modelit OSI, përcaktohen këto karakteristika të komponentëve të rrjetit: llojet e lidhjeve të mediave të transmetimit të të dhënave, topologjitë fizike të rrjetit, metodat e transmetimit të të dhënave (me kodim sinjali dixhital ose analog), llojet e sinkronizimit të të dhënave të transmetuara, ndarja. të kanaleve të komunikimit duke përdorur multipleksimin e frekuencës dhe kohës.

Zbatimet e protokolleve të shtresave fizike të modelit OSI koordinojnë rregullat për transmetimin e biteve.

Shtresa fizike nuk përfshin një përshkrim të mediumit të transmetimit. Sidoqoftë, zbatimet e protokollit të shtresës fizike janë specifike për një të veçantë mediat e transmetimit. Lidhja e pajisjeve të mëposhtme të rrjetit zakonisht shoqërohet me shtresën fizike:

• koncentratorë, shpërndarës dhe përsëritës që rigjenerojnë sinjalet elektrike;
• lidhësit e mediumit të transmetimit që ofrojnë një ndërfaqe mekanike për lidhjen e pajisjes me mediumin e transmetimit;
• modemë dhe pajisje të ndryshme konvertuese që kryejnë konvertime dixhitale dhe analoge.

Kjo shtresë modeli përcakton topologjitë fizike në një rrjet ndërmarrjesh, të cilat janë ndërtuar duke përdorur një grup bazë topologjish standarde.

E para në grupin bazë është topologjia e autobusit. Në këtë rast, të gjitha pajisjet e rrjetit dhe kompjuterët janë të lidhur me një autobus të përbashkët të transmetimit të të dhënave, i cili më së shpeshti formohet duke përdorur një kabllo koaksiale. Kablloja që formon autobusin e përbashkët quhet shtylla kurrizore. Nga secila prej pajisjeve të lidhura me autobusin, sinjali transmetohet në të dy drejtimet. Për të hequr sinjalin nga kablloja, duhet të përdoren ndërprerës të veçantë (terminatorë) në skajet e autobusit. Dëmtimi mekanik i linjës ndikon në funksionimin e të gjitha pajisjeve të lidhura me të.

Topologjia e unazës përfshin lidhjen e të gjitha pajisjeve të rrjetit dhe kompjuterëve në një unazë fizike (unazë). Në këtë topologji, informacioni transmetohet gjithmonë përgjatë unazës në një drejtim - nga stacioni në stacion. Çdo pajisje rrjeti duhet të ketë një marrës informacioni në kabllon hyrëse dhe një transmetues në kabllon e daljes. Dëmtimi mekanik i medias në një unazë të vetme do të ndikojë në funksionimin e të gjitha pajisjeve, megjithatë, rrjetet e ndërtuara duke përdorur një unazë të dyfishtë, si rregull, kanë një diferencë të tolerancës së gabimeve dhe funksione vetë-shëruese. Në rrjetet e ndërtuara në një unazë të dyfishtë, i njëjti informacion transmetohet rreth unazës në të dy drejtimet. Në rast të dështimit të kabllit, unaza do të vazhdojë të funksionojë në modalitetin e një unaze për dyfishin e gjatësisë (funksionet e vetë-shërimit përcaktohen nga hardueri i përdorur).

Topologjia tjetër është topologjia e yjeve, ose ylli. Ai parashikon praninë e një pajisjeje qendrore në të cilën pajisjet e tjera të rrjetit dhe kompjuterët janë të lidhur me rreze (kabllo të veçantë). Rrjetet e ndërtuara mbi një topologji ylli kanë një pikë të vetme dështimi. Kjo pikë është pajisja qendrore. Në rast të një dështimi të pajisjes qendrore, të gjithë pjesëmarrësit e tjerë të rrjetit nuk do të jenë në gjendje të shkëmbejnë informacione me njëri-tjetrin, pasi i gjithë shkëmbimi është kryer vetëm përmes pajisjes qendrore. Në varësi të llojit të pajisjes qendrore, sinjali i marrë nga një hyrje mund të transmetohet (me ose pa përforcim) në të gjitha daljet ose në një dalje specifike me të cilën është lidhur pajisja - marrësi i informacionit.

Topologjia plotësisht e lidhur (rrjetë) ka një tolerancë të lartë ndaj gabimeve. Kur ndërtoni rrjete me një topologji të ngjashme, secila nga pajisjet e rrjetit ose kompjuterët është e lidhur me çdo komponent tjetër të rrjetit. Kjo topologji ka tepricë, gjë që e bën atë të duket jopraktike. Në të vërtetë, kjo topologji përdoret rrallë në rrjete të vogla, por në rrjetet e korporatave të mëdha, një topologji plotësisht e rrjetëzuar mund të përdoret për të lidhur nyjet më të rëndësishme.

Topologjitë e konsideruara më së shpeshti ndërtohen duke përdorur lidhje kabllore.

Ekziston një topologji tjetër që përdor lidhjet me valë, - qelizore (qelizore). Në të, pajisjet e rrjetit dhe kompjuterët kombinohen në zona - qeliza (qeliza), duke bashkëvepruar vetëm me transmetuesin e qelizës. Transferimi i informacionit ndërmjet qelizave kryhet nga transmetuesit.

Shtresa e lidhjes

Ky nivel përcakton topologjinë logjike të rrjetit, rregullat për marrjen e aksesit në mediumin e transmetimit të të dhënave dhe zgjidh çështjet që lidhen me adresimin pajisje fizike brenda një rrjeti logjik dhe menaxhimin e transferimit të informacionit (sinkronizimi i transmetimit dhe shërbimi i lidhjes) ndërmjet pajisjeve të rrjetit.

Protokollet e shtresës së lidhjes përcaktojnë:

• rregullat për organizimin e biteve të shtresave fizike (binare dhe zero) në grupe logjike informacioni të quajtura korniza (frame), ose korniza. Një kornizë është një njësi e shtresës së lidhjes së të dhënave që përbëhet nga një sekuencë e bashkuar bitesh të grupuara, që kanë një kokë dhe një fund;
• rregullat për zbulimin (dhe ndonjëherë korrigjimin) e gabimeve të transmetimit;
• rregullat e kontrollit të rrjedhës së të dhënave (për pajisjet që funksionojnë në këtë nivel të modelit OSI, të tilla si urat);
• rregullat për identifikimin e kompjuterëve në rrjet sipas adresave të tyre fizike.

Ashtu si shumica e shtresave të tjera, shtresa e lidhjes shton informacionin e vet të kontrollit në fillim të paketës së të dhënave. Ky informacion mund të përfshijë adresat e burimit dhe të destinacionit (fizike ose harduerike), informacione për gjatësinë e kornizës dhe një tregues të protokolleve aktive të shtresës së sipërme.

Lidhësit e mëposhtëm të rrjetit zakonisht lidhen me shtresën e lidhjes:

• ura;
• qendra inteligjente;
• çelsat;
• kartat e ndërfaqes së rrjetit (kartat e ndërfaqes së rrjetit, përshtatësit, etj.).

Funksionet e shtresës së lidhjes ndahen në dy nënnivele (Tabela 1):

• kontrolli i aksesit në mediumin e transmetimit (Media Access Control, MAC);
• kontrolli i lidhjes logjike (Logical Link Control, LLC).

Nënshtresa MAC përcakton elementë të tillë të shtresës së lidhjes si topologjia logjike e rrjetit, metoda e aksesit në mediumin e transmetimit të informacionit dhe rregullat për adresimin fizik midis objekteve të rrjetit.

Shkurtesa MAC përdoret gjithashtu gjatë përcaktimit të adresës fizike të një pajisjeje rrjeti: adresa fizike e një pajisjeje (e cila përcaktohet nga brenda nga një pajisje rrjeti ose kartë rrjeti në fazën e prodhimit) shpesh referohet si adresa MAC e asaj pajisjeje. . Për një numër të madh pajisjesh të rrjetit, veçanërisht kartat e rrjetit, është e mundur të ndryshohet programatikisht adresa MAC. Në të njëjtën kohë, duhet të mbahet mend se shtresa e lidhjes së modelit OSI vendos kufizime në përdorimin e adresave MAC: në një rrjet fizik (segment i një rrjeti më të madh), nuk mund të ketë dy ose më shumë pajisje që përdorin të njëjtat adresa MAC. . Koncepti i "adresës së nyjes" mund të përdoret për të përcaktuar adresën fizike të një objekti rrjeti. Adresa e hostit më së shpeshti përputhet me adresën MAC ose përcaktohet logjikisht nga ricaktimi i adresës së softuerit.

Nënshtresa LLC përcakton rregullat e sinkronizimit të shërbimit të transmetimit dhe lidhjes. Kjo nënshtresë e shtresës së lidhjes punon ngushtë me shtresën e rrjetit të modelit OSI dhe është përgjegjëse për besueshmërinë e lidhjeve fizike (duke përdorur adresat MAC). Topologjia logjike e një rrjeti përcakton mënyrën dhe rregullat (sekuencën) e transferimit të të dhënave ndërmjet kompjuterëve në rrjet. Objektet e rrjetit transmetojnë të dhëna në varësi të topologjisë logjike të rrjetit. Topologjia fizike përcakton rrugën fizike të të dhënave; megjithatë, në disa raste, topologjia fizike nuk pasqyron mënyrën se si funksionon rrjeti. Rruga aktuale e të dhënave përcaktohet nga topologjia logjike. Për të transferuar të dhëna përgjatë një rruge logjike, e cila mund të ndryshojë nga shtegu në mediumin fizik, përdoren pajisjet e lidhjes së rrjetit dhe skemat e aksesit në media. Një shembull i mirë i ndryshimit midis topologjive fizike dhe logjike është rrjeti Token Ring i IBM. LAN-et Token Ring shpesh përdorin kabllo bakri, e cila vendoset në një qark në formë ylli me një ndarës qendror (hub). Ndryshe nga një topologji normale e yjeve, shpërndarësi nuk i përcjell sinjalet hyrëse te të gjitha pajisjet e tjera të lidhura. Qarku i brendshëm i shpërndarësit dërgon në mënyrë sekuenciale çdo sinjal hyrës në pajisjen tjetër në një unazë logjike të paracaktuar, domethënë në një model rrethor. Topologjia fizike e këtij rrjeti është një yll, dhe topologjia logjike është një unazë.

Një shembull tjetër i ndryshimit midis topologjive fizike dhe logjike është Rrjeti Ethernet. Rrjeti fizik mund të ndërtohet duke përdorur kabllo bakri dhe një qendër qendrore. Formohet një rrjet fizik, i bërë sipas topologjisë së yjeve. Megjithatë Teknologjia Ethernet përfshin transferimin e informacionit nga një kompjuter tek të gjithë të tjerët në rrjet. Hub-i duhet të transmetojë sinjalin e marrë nga një prej porteve të tij në të gjitha portet e tjera. Është formuar një rrjet logjik me topologji bus.

Për të përcaktuar topologjinë logjike të rrjetit, duhet të kuptoni se si merren sinjalet në të:

• në topologjitë logjike të autobusëve, çdo sinjal merret nga të gjitha pajisjet;
• në topologjitë e unazave logjike, çdo pajisje merr vetëm ato sinjale që i janë dërguar posaçërisht.

Është gjithashtu e rëndësishme të dini se si pajisjet e rrjetit aksesojnë median.

Qasja në media

Topologjitë logjike përdorin rregulla të veçanta që kontrollojnë lejen për të transmetuar informacion tek entitetet e tjera të rrjetit. Procesi i kontrollit kontrollon aksesin në mediumin e komunikimit. Konsideroni një rrjet në të cilin të gjitha pajisjet lejohen të funksionojnë pa asnjë rregull për të fituar akses në mediumin e transmetimit. Të gjitha pajisjet në një rrjet të tillë transmetojnë informacion kur të dhënat bëhen të disponueshme; këto transmetime ndonjëherë mund të mbivendosen në kohë. Si rezultat i mbivendosjes, sinjalet shtrembërohen dhe të dhënat e transmetuara humbasin. Kjo situatë quhet përplasje. Përplasjet nuk lejojnë organizimin e transferimit të besueshëm dhe efikas të informacionit midis objekteve të rrjetit.

Përplasjet e rrjetit shtrihen në segmentet fizike të rrjetit me të cilat janë lidhur objektet e rrjetit. Lidhje të tilla formojnë një hapësirë ​​të vetme përplasjeje, në të cilën ndikimi i përplasjeve shtrihet tek të gjithë. Për të zvogëluar madhësinë e hapësirave të përplasjes duke segmentuar rrjetin fizik, mund të përdorni ura dhe pajisje të tjera rrjeti që kanë funksione të filtrimit të trafikut në shtresën e lidhjes.

Një rrjet nuk mund të funksionojë normalisht derisa të gjitha entitetet e rrjetit të mund të kontrollojnë, menaxhojnë ose zbusin përplasjet. Në rrjete, nevojiten disa metoda për të reduktuar numrin e përplasjeve, ndërhyrjet (mbivendosjen) e sinjaleve të njëkohshme.

Ekzistojnë metoda standarde të aksesit në media që përshkruajnë rregullat me të cilat kontrollohet leja për të transmetuar informacion për pajisjet e rrjetit: grindje, kalim i një tokeni dhe votimi.

Përpara se të zgjidhni një protokoll që zbaton një nga këto metoda të aksesit në media, duhet t'i kushtoni vëmendje të veçantë faktorëve të mëposhtëm:

• natyra e transmetimeve - e vazhdueshme ose impulsive;
• numri i transferimeve të të dhënave;
• nevoja për të transferuar të dhëna në intervale kohore të përcaktuara rreptësisht;
• numri i pajisjeve aktive në rrjet.

Secili prej këtyre faktorëve, i kombinuar me avantazhet dhe disavantazhet, do të ndihmojë në përcaktimin se cila metodë e aksesit në media është më e përshtatshme.

Konkurs. Sistemet e bazuara në kontest supozojnë se qasja në mediumin e transmetimit zbatohet mbi bazën e shërbimit të parë. Me fjalë të tjera, çdo pajisje rrjeti konkurron për kontrollin mbi mediumin e transmetimit. Sistemet e garave janë krijuar në mënyrë që të gjitha pajisjet në rrjet të mund të transmetojnë të dhëna vetëm sipas nevojës. Kjo praktikë përfundimisht rezulton në humbje të pjesshme ose të plotë të të dhënave, sepse në të vërtetë ndodhin përplasje. Ndërsa çdo pajisje e re shtohet në rrjet, numri i përplasjeve mund të rritet në mënyrë eksponenciale. Rritja e numrit të përplasjeve zvogëlon performancën e rrjetit dhe në rast të ngopjes së plotë të mediumit të transmetimit të informacionit, redukton performancën e rrjetit në zero.

Për të zvogëluar numrin e përplasjeve, janë zhvilluar protokolle speciale që zbatojnë funksionin e dëgjimit të mediumit të transmetimit të informacionit përpara fillimit të transmetimit të të dhënave nga stacioni. Nëse stacioni dëgjues zbulon një transmetim sinjali (nga një stacion tjetër), atëherë ai përmbahet nga transmetimi i informacionit dhe do të përpiqet ta përsërisë atë më vonë. Këto protokolle quhen protokolle Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Protokollet CSMA zvogëlojnë ndjeshëm numrin e përplasjeve, por nuk i eliminojnë plotësisht ato. Megjithatë, përplasjet ndodhin kur dy stacione marrin në pyetje kabllon: ata nuk zbulojnë asnjë sinjal, vendosin që mediumi është i lirë dhe më pas fillojnë të transmetojnë në të njëjtën kohë.

Shembuj të protokolleve të tilla mosmarrëveshjeje janë:

• qasje e shumëfishtë me kontrollin e transportuesit / zbulimin e përplasjeve (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, CSMA / CD);
• qasje e shumëfishtë me kontrollin e transportuesit / shmangien e përplasjeve (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA / CA).

Protokollet CSMA/CD. Protokollet CSMA/CD jo vetëm që dëgjojnë në kabllo përpara se të transmetojnë, por gjithashtu zbulojnë përplasjet dhe nisin ritransmetimet. Kur zbulohet një përplasje, stacionet që transmetojnë të dhëna inicializojnë kohëmatës të veçantë të brendshëm me vlera të rastësishme. Kohëmatësit fillojnë të numërojnë mbrapsht dhe kur arrihet zero, stacionet duhet të përpiqen të ritransmetojnë të dhënat. Meqenëse kohëmatësit janë inicializuar me vlera të rastësishme, njëri prej stacioneve do të përpiqet të përsërisë transmetimin e të dhënave para tjetrit. Prandaj, stacioni i dytë do të përcaktojë që mediumi i të dhënave është tashmë i zënë dhe do të presë që ai të bëhet i lirë.

Shembuj të protokolleve CSMA/CD janë versioni Ethernet 2 (Ethernet II i zhvilluar nga DEC) dhe IEEE802.3.

Protokollet CSMA/CA. CSMA/CA përdor skema të tilla si aksesi i ndarjes së kohës ose dërgimi i një kërkese për akses në medium. Kur përdorni ndarjen e kohës, çdo stacion mund të transmetojë informacion vetëm në kohë të përcaktuara rreptësisht për këtë stacion. Në të njëjtën kohë, mekanizmi për menaxhimin e pjesëve kohore duhet të zbatohet në rrjet. Çdo stacion i ri i lidhur me rrjetin shpall pamjen e tij, duke inicuar kështu procesin e rishpërndarjes së pjesëve kohore për transmetimin e informacionit. Në rastin e përdorimit të kontrollit të centralizuar të aksesit në media, çdo stacion gjeneron një kërkesë të veçantë për transmetim, e cila i drejtohet stacionit të kontrollit. Stacioni qendror rregullon aksesin në mediumin e transmetimit për të gjitha objektet e rrjetit.

Një shembull i CSMA/CA është protokolli LocalTalk i Apple Computer.

Sistemet e bazuara në garë janë më të përshtatshmet për trafik të vrullshëm (transferime të mëdha skedarësh) në rrjetet me relativisht pak përdorues.

Sistemet me transferimin e shënuesit. Në sistemet e kalimit të shenjave, një kornizë e vogël (token) kalohet në një renditje specifike nga një pajisje në tjetrën. Një shenjë është një mesazh i veçantë që transferon kontrollin e përkohshëm të medias në pajisjen që zotëron tokenin. Kalimi i tokenit shpërndan kontrollin e aksesit midis pajisjeve në rrjet.

Secila pajisje e di se nga cila pajisje po merr kodin dhe në cilën pajisje duhet ta kalojë atë. Zakonisht pajisje të tilla janë fqinjët më të afërt të pronarit të shenjës. Çdo pajisje merr në mënyrë periodike kontrollin e tokenit, kryen veprimet e tij (transmeton informacionin) dhe më pas ia kalon tokenin pajisjes tjetër për përdorim. Protokollet kufizojnë sasinë e kohës që një token mund të kontrollohet nga çdo pajisje.

Ka disa protokolle të kalimit të shenjave. Dy standarde rrjeti që përdorin kalimin e tokenit janë IEEE 802.4 Token Bus dhe IEEE 802.5 Token Ring. Një rrjet Token Bus përdor kontrollin e hyrjes së kalimit të tokenit dhe një topologji fizike ose logjike të autobusit, ndërsa një rrjet Token Ring përdor kontrollin e hyrjes së kalimit të tokenit dhe një topologji unaze fizike ose logjike.

Rrjetet e kalimit të tokenit duhet të përdoren kur ka trafik me prioritet të varur nga koha, siç janë të dhënat audio ose video dixhitale, ose kur ka një numër shumë të madh përdoruesish.

Anketa. Sondazhi është një metodë aksesi që veçon një pajisje (të quajtur pajisja kontrollues, primare ose "master") si arbitri i aksesit në media. Kjo pajisje anketon të gjitha pajisjet e tjera (sekondare) në një rend të paracaktuar për të parë nëse ato kanë informacion për të dërguar. Për të marrë të dhëna nga një pajisje dytësore, pajisja kryesore i dërgon asaj një kërkesë të përshtatshme dhe më pas merr të dhëna nga pajisja dytësore dhe ia dërgon pajisjes marrës. Pastaj pajisja primare anketon një pajisje tjetër dytësore, merr të dhëna prej saj etj. Protokolli kufizon sasinë e të dhënave që çdo pajisje dytësore mund të transmetojë pasi të jetë anketuar. Sistemet e votimit janë ideale për pajisjet e rrjetit të ndjeshme ndaj kohës, si p.sh. automatizimi i impianteve.

Kjo shtresë ofron gjithashtu shërbimin e lidhjes. Ekzistojnë tre lloje të shërbimeve të lidhjes:

• shërbim pa konfirmim dhe pa vendosur lidhje (e papranuar pa lidhje) - dërgon dhe merr korniza pa kontroll të rrjedhës dhe pa kontroll gabimi ose sekuencë paketash;
• shërbimi i orientuar drejt lidhjes - siguron kontrollin e rrjedhës, kontrollin e gabimeve dhe sekuencën e paketave përmes lëshimit të faturave (konfirmimeve);
• Shërbimi i pranuar pa lidhje - përdor biletat për të kontrolluar rrjedhën dhe për të kontrolluar gabimet në transmetimet ndërmjet dy nyjeve të rrjetit.

Nënshtresa LLC e shtresës së lidhjes ofron mundësinë për të përdorur njëkohësisht disa protokolle rrjeti (nga rafte të ndryshme protokollesh) kur punoni përmes një ndërfaqja e rrjetit. Me fjalë të tjera, nëse kompjuteri juaj ka vetëm një kartë LAN, por ka nevojë për të punuar me shërbime të ndryshme të rrjetit nga prodhues të ndryshëm, atëherë softueri i rrjetit të klientit në nënnivel LLC ofron mundësinë e një pune të tillë.

shtresa e rrjetit

Shtresa e rrjetit përcakton rregullat për shpërndarjen e të dhënave ndërmjet rrjeteve logjike, formimin e adresave logjike të pajisjeve të rrjetit, përcaktimin, përzgjedhjen dhe mirëmbajtjen e informacionit të rrugëzimit, funksionimin e gateways (gateways).

Qëllimi kryesor i shtresës së rrjetit është të zgjidhë problemin e lëvizjes (dorëzimit) të të dhënave në pika të caktuara në rrjet. Dorëzimi i të dhënave në shtresën e rrjetit është përgjithësisht i ngjashëm me shpërndarjen e të dhënave në shtresën e lidhjes së të dhënave të modelit OSI, ku adresimi fizik i pajisjeve përdoret për transferimin e të dhënave. Megjithatë, adresimi i shtresës së lidhjes i referohet vetëm një rrjeti logjik dhe është i vlefshëm vetëm brenda këtij rrjeti. Shtresa e rrjetit përshkruan metodat dhe mjetet e transferimit të informacionit midis shumë rrjeteve logjike të pavarura (dhe shpesh heterogjene), të cilat, kur lidhen së bashku, formojnë një rrjet të madh. Një rrjet i tillë quhet rrjet i ndërlidhur (internet), dhe proceset e transferimit të informacionit ndërmjet rrjeteve quhen punë në internet.

Me ndihmën e adresimit fizik në shtresën e lidhjes së të dhënave, të dhënat shpërndahen në të gjitha pajisjet që janë pjesë e të njëjtit rrjet logjik. Çdo pajisje rrjeti, çdo kompjuter përcakton destinacionin e të dhënave të marra. Nëse të dhënat janë të destinuara për kompjuterin, atëherë ai i përpunon ato, nëse jo, i shpërfill.

Në kontrast me shtresën e lidhjes, shtresa e rrjetit mund të zgjedhë një rrugë specifike në internet dhe të shmangë dërgimin e të dhënave në ato rrjete logjike në të cilat të dhënat nuk adresohen. Shtresa e rrjetit e bën këtë përmes ndërrimit, adresimit të shtresës së rrjetit dhe përdorimit të algoritmeve të rrugëtimit. Shtresa e rrjetit është gjithashtu përgjegjëse për sigurimin e shtigjeve të sakta për të dhënat në të gjithë punën e internetit, e cila përbëhet nga rrjete heterogjene.

Elementet dhe metodat për zbatimin e shtresës së rrjetit përcaktohen si më poshtë:

• të gjitha rrjetet logjikisht të ndara duhet të kenë unike adresat e rrjetit;
• ndërrimi përcakton se si krijohen lidhjet në internet;
• aftësia për të zbatuar rrugëzimin në mënyrë që kompjuterët dhe ruterët të përcaktojnë rrugën më të mirë për kalimin e të dhënave përmes punës së internetit;
• rrjeti do të kryejë nivele të ndryshme të shërbimit të lidhjes në varësi të numrit të gabimeve të pritura brenda punës së internetit.

Routerët dhe disa nga ndërprerësit funksionojnë në këtë nivel të modelit OSI.

Shtresa e rrjetit përcakton rregullat për gjenerimin e adresave logjike të rrjetit për objektet e rrjetit. Brenda një rrjeti të madh interneti, çdo objekt rrjeti duhet të ketë një adresë unike logjike. Dy komponentë janë të përfshirë në formimin e adresës logjike: adresa logjike e rrjetit, e cila është e përbashkët për të gjitha objektet e rrjetit, dhe adresa logjike e objektit të rrjetit, e cila është unike për këtë objekt. Kur formoni adresën logjike të një objekti të rrjetit, ose mund të përdoret adresa fizike e objektit, ose mund të përcaktohet një adresë logjike arbitrare. Përdorimi i adresimit logjik ju lejon të organizoni transferimin e të dhënave midis rrjeteve të ndryshme logjike.

Çdo objekt rrjeti, çdo kompjuter mund të bëjë shumë funksionet e rrjetit në të njëjtën kohë, duke ofruar punën e shërbimeve të ndryshme. Për të hyrë në shërbimet, përdoret një identifikues i veçantë i shërbimit, i cili quhet port (port) ose fole (fole). Kur hyni në një shërbim, identifikuesi i shërbimit ndjek menjëherë adresën logjike të kompjuterit që po ekzekuton shërbimin.

Shumë rrjete rezervojnë grupe të adresave logjike dhe identifikuesve të shërbimit për qëllimin e kryerjes së veprimeve specifike të paracaktuara dhe të njohura. Për shembull, nëse është e nevojshme të dërgohen të dhëna në të gjitha objektet e rrjetit, ato do të dërgohen në një adresë të veçantë transmetimi.

Shtresa e rrjetit përcakton rregullat për transferimin e të dhënave ndërmjet dy entiteteve të rrjetit. Ky transmetim mund të kryhet duke përdorur komutimin ose rrugëzimin.

Ekzistojnë tre metoda të kalimit në transmetimin e të dhënave: ndërrimi i qarkut, ndërrimi i mesazheve dhe ndërrimi i paketave.

Kur përdorni ndërrimin e qarkut, krijohet një kanal transmetimi i të dhënave midis dërguesit dhe marrësit. Ky kanal do të jetë aktiv gjatë gjithë seancës së komunikimit. Gjatë përdorimit të kësaj metode, vonesat e gjata në shpërndarjen e një kanali janë të mundshme për shkak të mungesës së gjerësisë së bandës së mjaftueshme, ngarkesës së punës së pajisjeve komutuese ose ngarkimit të marrësit.

Ndërrimi i mesazheve lejon transmetimin e një mesazhi të tërë (jo të ndarë në pjesë) në bazë të ruajtjes dhe përcjelljes. Çdo pajisje e ndërmjetme merr një mesazh, e ruan atë në nivel lokal dhe, kur kanali i komunikimit përmes të cilit do të dërgohet ky mesazh, lirohet, e dërgon atë. Kjo metodë është e përshtatshme për transmetimin e mesazheve Email dhe organizimi i menaxhimit të dokumenteve elektronike.

Kur përdorni ndërrimin e paketave, avantazhet e dy metodave të mëparshme kombinohen. Çdo mesazh i madh ndahet në pako të vogla, secila prej të cilave i dërgohet në mënyrë sekuenciale marrësit. Kur kaloni përmes punës së internetit, për secilën nga paketat, përcaktohet rruga më e mirë në atë moment në kohë. Rezulton se pjesë të një mesazhi mund të arrijnë te marrësi në kohë të ndryshme, dhe vetëm pasi të gjitha pjesët të jenë bashkuar, marrësi do të jetë në gjendje të punojë me të dhënat e marra.

Sa herë që përcaktohet një shteg i të dhënave, duhet të zgjidhet rruga më e mirë. Detyra e përcaktimit të rrugës më të mirë quhet rrugëzim. Kjo detyrë kryhet nga ruterat. Detyra e ruterave është të përcaktojnë shtigjet e mundshme të transmetimit të të dhënave, të ruajnë informacionin e rrugëzimit dhe të zgjedhin rrugët më të mira. Rutimi mund të bëhet në mënyrë statike ose dinamike. Gjatë përcaktimit të rrugëzimit statik, të gjitha marrëdhëniet ndërmjet rrjeteve logjike duhet të përcaktohen dhe të mbeten të pandryshuara. Rruga dinamike supozon se vetë ruteri mund të përcaktojë shtigje të reja ose të modifikojë informacione rreth atyre të vjetra. Drejtimi dinamik përdor algoritme speciale të rrugëtimit, më të zakonshmet prej të cilave janë vektori i distancës dhe gjendja e lidhjes. Në rastin e parë, ruteri përdor informacion të dorës së dytë për strukturën e rrjetit nga ruterat fqinjë. Në rastin e dytë, ruteri operon me informacion në lidhje me kanalet e tij të komunikimit dhe ndërvepron me një ruter përfaqësues të veçantë për të ndërtuar një hartë të plotë të rrjetit.

Zgjedhja e rrugës më të mirë më së shpeshti ndikohet nga faktorë të tillë si numri i kalimeve përmes ruterave (hop count) dhe numri i tik-takeve (njësitë kohore) të nevojshme për të arritur në rrjetin e destinacionit (tick count).

Shërbimi i lidhjes së shtresës së rrjetit funksionon kur shërbimi i lidhjes së nënshtresës së shtresës së lidhjes LLC i modelit OSI nuk përdoret.

Kur ndërtoni një rrjet interneti, duhet të lidhni rrjete logjike të ndërtuara duke përdorur teknologji të ndryshme dhe duke ofruar një sërë shërbimesh. Që një rrjet të funksionojë, rrjetet logjike duhet të jenë në gjendje të interpretojnë saktë të dhënat dhe të kontrollojnë informacionin. Kjo detyrë zgjidhet me ndihmën e një porte, e cila është një pajisje ose një program aplikacioni që përkthen dhe interpreton rregullat e një rrjeti logjik në rregullat e një tjetri. Në përgjithësi, portat mund të zbatohen në çdo shtresë të modelit OSI, por ato më së shpeshti zbatohen në shtresat e sipërme të modelit.

shtresa e transportit

Shtresa e transportit ju lejon të fshehni strukturën fizike dhe logjike të rrjetit nga aplikimet e shtresave të sipërme të modelit OSI. Aplikacionet punojnë vetëm me funksione shërbimi që janë mjaft universale dhe nuk varen nga topologjitë fizike dhe logjike të rrjetit. Karakteristikat e rrjeteve logjike dhe fizike zbatohen në nivelet e mëparshme, ku shtresa e transportit transmeton të dhëna.

Shtresa e transportit shpesh kompenson mungesën e një shërbimi lidhjeje të besueshme ose të orientuar drejt lidhjes në shtresat e poshtme. Termi "i besueshëm" nuk do të thotë që të gjitha të dhënat do të dorëzohen në të gjitha rastet. Sidoqoftë, zbatimet e besueshme të protokolleve të shtresave të transportit zakonisht mund të pranojnë ose mohojnë shpërndarjen e të dhënave. Nëse të dhënat nuk dorëzohen saktë në pajisjen marrëse, shtresa e transportit mund të ritransmetojë ose të informojë shtresat e sipërme për dështimin e dorëzimit. Më pas, nivelet e larta mund të ndërmarrin veprimet e nevojshme korrigjuese ose t'i ofrojnë përdoruesit një zgjedhje.

Shumë protokolle në rrjetet kompjuterike u ofrojnë përdoruesve mundësinë për të punuar me emra të thjeshtë në gjuhën natyrore në vend të adresave alfanumerike komplekse dhe të vështira për t'u mbajtur mend. Rezolucioni i adresës/emrit është funksioni i identifikimit ose identifikimit të emrave dhe adresave alfanumerike me njëri-tjetrin. Ky funksion mund të kryhet nga çdo ent në rrjet ose nga ofrues shërbimesh speciale të quajtur serverë të drejtorive, serverë emrash dhe të ngjashme. Përkufizimet e mëposhtme klasifikojnë metodat e zgjidhjes së adresës/emrit:

• inicimi i shërbimit nga konsumatori;
• fillimi i ofruesit të shërbimit.

Në rastin e parë, përdoruesi i rrjetit akseson një shërbim me emrin e tij logjik, pa e ditur vendndodhjen e saktë të shërbimit. Përdoruesi nuk e di nëse ky shërbim është aktualisht i disponueshëm. Kur aksesohet, emri logjik lidhet me emrin fizik dhe stacioni i punës i përdoruesit nis një telefonatë direkt në shërbim. Në rastin e dytë, çdo shërbim njoftohet për të gjithë klientët e rrjetit në mënyrë periodike. Secili nga klientët në çdo kohë e di nëse shërbimi është i disponueshëm dhe mund të hyjë drejtpërdrejt në shërbim.

Metodat e adresimit

Adresat e shërbimit identifikojnë procese specifike të softuerit që ekzekutohen në pajisjet e rrjetit. Përveç këtyre adresave, ofruesit e shërbimeve mbajnë gjurmët e bisedave të ndryshme që kanë me pajisjet që kërkojnë shërbime. Dy metoda të ndryshme dialogu përdorin adresat e mëposhtme:

• identifikuesi i lidhjes;
• ID e transaksionit.

Një identifikues i lidhjes, i quajtur gjithashtu ID, port ose fole e lidhjes, identifikon çdo bisedë. Me një ID lidhjeje, një ofrues i lidhjes mund të komunikojë me më shumë se një klient. Ofruesi i shërbimit i referohet çdo entiteti komutues me numrin e tij dhe mbështetet në shtresën e transportit për të koordinuar adresat e tjera të shtresave më të ulëta. ID-ja e lidhjes shoqërohet me një dialog të veçantë.

ID-të e transaksioneve janë si ID-të e lidhjes, por funksionojnë në njësi më të vogla se biseda. Një transaksion përbëhet nga një kërkesë dhe një përgjigje. Ofruesit e shërbimeve dhe konsumatorët mbajnë gjurmët e nisjes dhe mbërritjes së çdo transaksioni, jo bisedën në tërësi.

shtresa e sesionit

Shtresa e sesionit lehtëson ndërveprimin midis pajisjeve që kërkojnë dhe ofrojnë shërbime. Seancat e komunikimit kontrollohen nëpërmjet mekanizmave që krijojnë, mirëmbajnë, sinkronizojnë dhe menaxhojnë një bisedë ndërmjet subjekteve komunikuese. Kjo shtresë gjithashtu ndihmon shtresat e sipërme të identifikojnë dhe lidhen me një shërbim të disponueshëm të rrjetit.

Shtresa e sesionit përdor informacionin e adresës logjike të dhënë nga shtresat e poshtme për të identifikuar emrat e serverëve dhe adresat e nevojshme nga shtresat e sipërme.

Shtresa e sesionit gjithashtu fillon bisedat midis pajisjeve të ofruesit të shërbimit dhe pajisjeve të konsumatorit. Gjatë kryerjes së këtij funksioni, shtresa e sesionit shpesh përfaqëson, ose identifikon, çdo objekt dhe koordinon të drejtat e aksesit në të.

Shtresa e sesionit zbaton kontrollin e bisedës duke përdorur një nga tre mënyrat e komunikimit - simplex, gjysmë dupleksi dhe dupleksi i plotë.

Komunikimi i thjeshtë përfshin vetëm transmetimin e njëanshëm nga burimi te marrësi i informacionit. Nr reagimet(nga marrësi në burim) kjo metodë e komunikimit nuk ofron. Half duplex lejon përdorimin e një mediumi të transmetimit të të dhënave për transferime informacioni dydrejtimëshe, megjithatë, informacioni mund të transmetohet vetëm në një drejtim në të njëjtën kohë. Full duplex siguron transmetimin e njëkohshëm të informacionit në të dy drejtimet mbi mediumin e transmetimit të të dhënave.

Në këtë shtresë të modelit OSI kryhet edhe administrimi i një sesioni komunikimi midis dy entiteteve të rrjetit, i cili përbëhet nga vendosja e një lidhjeje, transferimi i të dhënave, përfundimi i një lidhjeje. Pas vendosjes së sesionit, softueri që zbaton funksionet e këtij niveli mund të kontrollojë shëndetin (të mirëmbajë) lidhjen derisa të ndërpritet.

Shtresa e prezantimit

Detyra kryesore e shtresës së prezantimit të të dhënave është të konvertojë të dhënat në formate të dakorduara reciprokisht (sintaksë shkëmbimi) që janë të kuptueshme për të gjitha aplikacionet e rrjetit dhe kompjuterët në të cilët ekzekutohen aplikacionet. Në këtë nivel zgjidhen edhe detyrat e ngjeshjes dhe dekompresimit të të dhënave dhe enkriptimit të tyre.

Transformimi i referohet ndryshimit të renditjes së biteve në bajt, renditjes së bajteve në një fjalë, kodeve të karaktereve dhe sintaksës së emrave të skedarëve.

Nevoja për të ndryshuar renditjen e biteve dhe bajteve është për shkak të pranisë së një numri të madh të procesorëve, kompjuterëve, komplekseve dhe sistemeve të ndryshme. Procesorët nga prodhues të ndryshëm mund të interpretojnë bitin zero dhe të shtatë në një bajt ndryshe (ose biti zero është biti më i lartë, ose biti i shtatë). Në mënyrë të ngjashme, bajtet që përbëjnë njësi të mëdha informacioni - fjalët - interpretohen ndryshe.

Në mënyrë që përdoruesit e sistemeve të ndryshme operative të marrin informacion në formën e skedarëve me emra dhe përmbajtje të saktë, ky nivel siguron transformimin e saktë të sintaksës së skedarit. Sisteme të ndryshme operative punojnë ndryshe me to sistemet e skedarëve, zbatoni mënyra të ndryshme të formimit të emrave të skedarëve. Informacioni në skedarë ruhet gjithashtu në një kodim specifik karakteresh. Kur dy objekte të rrjetit ndërveprojnë, është e rëndësishme që secili prej tyre të mund të interpretojë informacionin e skedarit në mënyrën e vet, por kuptimi i informacionit nuk duhet të ndryshojë.

Shtresa e prezantimit i konverton të dhënat në një format të rënë dakord reciprokisht (një sintaksë shkëmbimi) që është e kuptueshme nga të gjitha aplikacionet e rrjetit dhe kompjuterët që ekzekutojnë aplikacionet. Ai gjithashtu mund të kompresojë dhe dekompresojë, si dhe të enkriptojë dhe deshifrojë të dhënat.

Kompjuterët përdorin rregulla të ndryshme për paraqitjen e të dhënave me 0 dhe 1 binare. Megjithëse të gjitha këto rregulla përpiqen të arrijnë qëllimin e përbashkët të paraqitjes së të dhënave të lexueshme nga njeriu, prodhuesit e kompjuterëve dhe organizatat e standardeve kanë krijuar rregulla që kundërshtojnë njëra-tjetrën. Kur dy kompjuterë që përdorin grupe të ndryshme rregullash përpiqen të komunikojnë me njëri-tjetrin, ata shpesh duhet të kryejnë disa transformime.

Sistemet operative lokale dhe të rrjetit shpesh enkriptojnë të dhënat për t'i mbrojtur ato nga përdorimi i paautorizuar. Kriptimi është një term i përgjithshëm që përshkruan disa nga metodat e mbrojtjes së të dhënave. Mbrojtja kryhet shpesh nga përleshja e të dhënave, e cila përdor një ose më shumë nga tre metodat: ndryshimi, zëvendësimi, metoda algjebrike.

Secila prej këtyre metodave është vetëm një mënyrë e veçantë e mbrojtjes së të dhënave në atë mënyrë që mund të kuptohet vetëm nga ata që njohin algoritmin e kriptimit. Kriptimi i të dhënave mund të kryhet si në harduer ashtu edhe në softuer. Megjithatë, kriptimi i të dhënave nga fundi në fund zakonisht bëhet në softuer dhe konsiderohet pjesë e funksionalitetit të shtresës së prezantimit. Për të njoftuar objektet në lidhje me metodën e përdorur të enkriptimit, zakonisht përdoren 2 metoda - çelësat sekretë dhe çelësat publikë.

Metodat e enkriptimit me çelës sekret përdorin një çelës të vetëm. Subjektet e rrjetit që zotërojnë çelësin mund të enkriptojnë dhe deshifrojnë çdo mesazh. Prandaj, çelësi duhet të mbahet i fshehtë. Çelësi mund të ndërtohet në çipat e harduerit ose të instalohet nga administratori i rrjetit. Sa herë që çelësi ndërrohet, të gjitha pajisjet duhet të modifikohen (mundësisht të mos përdorin rrjetin për të transmetuar vlerën e çelësit të ri).

Objektet e rrjetit që përdorin metoda të kriptimit të çelësit publik pajisen me një çelës sekret dhe një vlerë të njohur. Objekti krijon një çelës publik duke manipuluar një vlerë të njohur përmes një çelësi privat. Subjekti që nis komunikimin i dërgon marrësit çelësin e tij publik. Njësia tjetër më pas kombinon matematikisht çelësin e vet privat me çelësin publik që i është dhënë për të krijuar një vlerë të pranueshme të kriptimit.

Posedimi i vetëm çelësit publik është pak i dobishëm për përdoruesit e paautorizuar. Kompleksiteti i çelësit të enkriptimit që rezulton është mjaft i madh për t'u llogaritur në një kohë të arsyeshme. Edhe njohja e çelësit tuaj privat dhe çelësit publik të dikujt tjetër nuk ndihmon shumë në përcaktimin e një çelësi tjetër privat, për shkak të kompleksitetit të llogaritjeve logaritmike për numra të mëdhenj.

Shtresa e aplikimit

Shtresa e aplikacionit përmban të gjithë elementët dhe funksionet specifike për çdo lloj shërbimi të rrjetit. Gjashtë shtresat e poshtme kombinojnë detyrat dhe teknologjitë që ofrojnë mbështetje të përgjithshme për shërbimin e rrjetit, ndërsa shtresa e aplikacionit siguron protokollet e nevojshme për të kryer funksione specifike të shërbimit të rrjetit.

Serverët u ofrojnë klientëve të rrjetit informacion rreth llojeve të shërbimeve që ofrojnë. Mekanizmat bazë për identifikimin e shërbimeve të ofruara ofrohen nga elementë të tillë si adresat e shërbimit. Përveç kësaj, serverët përdorin metoda të tilla për të paraqitur shërbimin e tyre si prezantim aktiv dhe pasiv i shërbimit.

Në një reklamë shërbimi aktiv, çdo server dërgon periodikisht mesazhe (duke përfshirë adresat e shërbimit) duke njoftuar disponueshmërinë e tij. Klientët gjithashtu mund të anketojnë pajisjet e rrjetit për një lloj shërbimi të caktuar. Klientët e rrjetit mbledhin pamje të bëra nga serverët dhe formojnë tabela të shërbimeve aktualisht të disponueshme. Shumica e rrjeteve që përdorin metodën e prezantimit aktiv përcaktojnë gjithashtu një periudhë të caktuar vlefshmërie për prezantimet e shërbimit. Për shembull, nëse një protokoll rrjeti specifikon që përfaqësimet e shërbimit duhet të dërgohen çdo pesë minuta, atëherë klientët do t'i anulojnë ato shërbime që nuk janë paraqitur brenda pesë minutave të fundit. Kur skadon afati, klienti heq shërbimin nga tabelat e tij.

Serverët zbatojnë një reklamë shërbimi pasiv duke regjistruar shërbimin dhe adresën e tyre në drejtori. Kur klientët duan të përcaktojnë se cilat shërbime janë të disponueshme, ata thjesht kërkojnë direktorinë për vendndodhjen e shërbimit të dëshiruar dhe adresën e tij.

Përpara se të përdoret një shërbim rrjeti, ai duhet të jetë i disponueshëm për sistemin operativ lokal të kompjuterit. Ekzistojnë disa metoda për zgjidhjen e këtij problemi, por secila metodë e tillë mund të përcaktohet nga pozicioni ose niveli në të cilin lokali sistemi operativ njeh sistemin operativ të rrjetit. Shërbimi i ofruar mund të ndahet në tre kategori:

• përgjimi i thirrjeve të sistemit operativ;
• modaliteti në distancë;
• përpunimi i përbashkët i të dhënave.

Kur përdorni OC Call Interception, sistemi operativ lokal është plotësisht i pavetëdijshëm për ekzistencën e një shërbimi rrjeti. Për shembull, kur një aplikacion DOS përpiqet të lexojë një skedar nga një server skedari rrjeti, ai supozon se dosjen e dhënëështë në ruajtje lokale. Në fakt një pjesë e veçantë software përgjon një kërkesë për të lexuar një skedar përpara se të arrijë në sistemin operativ lokal (DOS) dhe ia përcjell kërkesën një shërbimi skedarësh rrjeti.

Në ekstremin tjetër, në funksionimin në distancë, sistemi operativ lokal është në dijeni të rrjetit dhe është përgjegjës për përcjelljen e kërkesave në shërbimin e rrjetit. Sidoqoftë, serveri nuk di asgjë për klientin. Për sistemin operativ të serverit, të gjitha kërkesat për një shërbim duken të njëjta, qofshin ato të brendshme ose të transmetuara përmes rrjetit.

Së fundi, ka sisteme operative që janë të vetëdijshëm për ekzistencën e rrjetit. Si konsumatori i shërbimit ashtu edhe ofruesi i shërbimit njohin ekzistencën e njëri-tjetrit dhe punojnë së bashku për të koordinuar përdorimin e shërbimit. Ky lloj përdorimi i shërbimit zakonisht kërkohet për përpunimin bashkëpunues të të dhënave nga kolegët. Përpunimi i përbashkët i të dhënave përfshin ndarjen e aftësive të përpunimit të të dhënave për të kryer një detyrë të vetme. Kjo do të thotë që sistemi operativ duhet të jetë i vetëdijshëm për ekzistencën dhe aftësitë e të tjerëve dhe të jetë në gjendje të bashkëpunojë me ta për të kryer detyrën e dëshiruar.

ComputerPress 6 "1999

Për një përfaqësim të unifikuar të të dhënave në rrjete me pajisje dhe softuer heterogjen, organizata ndërkombëtare për standardet ISO (Organizata Ndërkombëtare e Standardizimit) ka zhvilluar një model bazë për komunikimin e sistemeve të hapura OSI (Open System Interconnection). Ky model përshkruan rregullat dhe procedurat për transferimin e të dhënave në mjedise të ndryshme të rrjetit gjatë organizimit të një sesioni komunikimi. Elementet kryesore të modelit janë shtresat, proceset e aplikimit dhe mjetet fizike të lidhjes. Në fig. 1.10 tregon strukturën e modelit bazë.

Çdo shtresë e modelit OSI kryen një detyrë specifike në procesin e transmetimit të të dhënave në rrjet. Modeli bazë është baza për zhvillimin e protokolleve të rrjetit. OSI ndan funksionet e komunikimit në një rrjet në shtatë shtresa, secila prej të cilave shërben për një pjesë të ndryshme të procesit të ndërveprimit të sistemeve të hapura.

Modeli OSI përshkruan vetëm mjetet e ndërveprimit në të gjithë sistemin, jo aplikacionet e përdoruesit fundor. Aplikacionet zbatojnë protokollet e tyre të komunikimit duke telefonuar mjetet e sistemit.

Oriz. 1.10. Modeli OSI

Nëse një aplikacion mund të marrë përsipër funksionet e disa prej shtresave të sipërme të modelit OSI, atëherë për komunikim ai akseson drejtpërdrejt mjetet e sistemit që kryejnë funksionet e shtresave të poshtme të mbetura të modelit OSI.

Ndërveprimi i shtresave të modelit OSI

Modeli OSI mund të ndahet në dy modele të ndryshme, siç tregohet në Fig. 1.11:

Një model horizontal i bazuar në protokolle që ofron një mekanizëm për ndërveprimin e programeve dhe proceseve në makina të ndryshme;

Një model vertikal i bazuar në shërbimet e ofruara nga shtresat fqinje me njëra-tjetrën në të njëjtën makinë.

Çdo shtresë e kompjuterit dërgues ndërvepron me të njëjtën shtresë të kompjuterit marrës sikur të ishte i lidhur drejtpërdrejt. Një lidhje e tillë quhet lidhje logjike ose virtuale. Në fakt, ndërveprimi kryhet midis niveleve ngjitur të një kompjuteri.

Pra, informacioni në kompjuterin dërgues duhet të kalojë nëpër të gjitha nivelet. Pastaj ai transmetohet përmes mediumit fizik në kompjuterin marrës dhe përsëri kalon nëpër të gjitha shtresat derisa të arrijë të njëjtin nivel nga i cili është dërguar në kompjuterin dërgues.

Në modelin horizontal, dy programe kanë nevojë për një protokoll të përbashkët për të shkëmbyer të dhëna. Në një model vertikal, shtresat ngjitur komunikojnë duke përdorur ndërfaqet e programimit të aplikacionit (API).

Oriz. 1.11. Diagrami i ndërveprimit kompjuterik në modelin bazë të referencës OSI

Para se të futen në rrjet, të dhënat ndahen në pako. Një paketë është një njësi informacioni që transmetohet ndërmjet stacioneve në një rrjet.

Kur dërgoni të dhëna, paketa kalon në mënyrë sekuenciale nëpër të gjitha shtresat e softuerit. Në çdo nivel, informacioni i kontrollit të këtij niveli (header) i shtohet paketës, i cili është i nevojshëm për transmetim të suksesshëm të të dhënave përmes rrjetit, siç tregohet në Fig. 1.12, ku Zag është kreu i paketës, End është fundi i paketës.

Në anën marrëse, paketa kalon nëpër të gjitha shtresat në rend të kundërt. Në çdo shtresë, protokolli në atë shtresë lexon informacionin e paketës, pastaj heq informacionin e shtuar në paketë në të njëjtën shtresë nga dërguesi dhe e kalon paketën në shtresën tjetër. Kur paketa të arrijë në shtresën e aplikacionit, të gjitha informacionet e kontrollit do të hiqen nga paketa dhe të dhënat do të kthehen në formën e tyre origjinale.

Oriz. 1.12. Formimi i një pakete të secilit nivel të modelit me shtatë nivele

Çdo nivel i modelit ka funksionin e vet. Sa më i lartë të jetë niveli, aq më e vështirë është detyra që ai zgjidh.

Është e përshtatshme të mendosh për shtresat individuale të modelit OSI si grupe programesh të krijuara për të kryer funksione specifike. Një shtresë, për shembull, është përgjegjëse për sigurimin e konvertimit të të dhënave nga ASCII në EBCDIC dhe përmban programet e nevojshme për të kryer këtë detyrë.

Çdo shtresë ofron një shërbim për një shtresë më të lartë, duke kërkuar një shërbim nga shtresa e poshtme. Shtresat e sipërme kërkojnë një shërbim në të njëjtën mënyrë: si rregull, është një kërkesë për të drejtuar disa të dhëna nga një rrjet në tjetrin. Zbatimi praktik i parimeve të adresimit të të dhënave u caktohet niveleve më të ulëta. Në fig. 1.13 dhënë Përshkrim i shkurtër funksionon në të gjitha nivelet.

Oriz. 1.13. Funksionet e shtresave të modelit OSI

Modeli në shqyrtim përcakton ndërveprimin e sistemeve të hapura nga prodhues të ndryshëm në të njëjtin rrjet. Prandaj, kryen veprime bashkërenduese për ta në:

Ndërveprimi i proceseve të aplikuara;

Formularët e prezantimit të të dhënave;

Ruajtja uniforme e të dhënave;

Menaxhimi i burimeve të rrjetit;

Siguria e të dhënave dhe mbrojtja e informacionit;

Diagnostifikimi i programeve dhe pajisjeve.

Shtresa e aplikimit

Shtresa e aplikacionit siguron proceset e aplikimit me akses në zonën e ndërveprimit, është niveli i sipërm (i shtatë) dhe është drejtpërdrejt ngjitur me proceset e aplikimit.

Në realitet, shtresa e aplikacionit është një grup protokollesh të ndryshme me anë të të cilave përdoruesit e rrjetit aksesojnë burimet e përbashkëta si skedarët, printerët ose faqet e internetit të hipertekstit dhe organizojnë bashkëpunimin e tyre, për shembull, duke përdorur protokollin e postës elektronike. Elementet e shërbimit të aplikimit të veçantë ofrojnë shërbime për programe të veçanta aplikimi, si transferimi i skedarëve dhe programet e emulimit të terminalit. Nëse, për shembull, programi duhet të dërgojë skedarë, atëherë do të përdoret protokolli i transferimit të skedarëve FTAM (File Transfer, Access, and Management). Në modelin OSI, një program aplikacioni që duhet të kryejë një detyrë specifike (për shembull, të përditësojë një bazë të dhënash në një kompjuter) dërgon të dhëna specifike në formën e një Datagrami në shtresën e aplikacionit. Një nga detyrat kryesore të kësaj shtrese është të përcaktojë se si duhet të përpunohet një kërkesë aplikimi, me fjalë të tjera, çfarë forme duhet të marrë kërkesa.

Njësia e të dhënave në të cilën vepron shtresa e aplikacionit zakonisht quhet mesazh.

Shtresa e aplikimit kryen funksionet e mëposhtme:

1. Kryerja e llojeve të ndryshme të punës.

Transferimi i skedarëve;

Menaxhimi i punës;

Menaxhimi i sistemit, etj;

2. Identifikimi i përdoruesve me fjalëkalimet, adresat, nënshkrimet elektronike të tyre;

3. Përcaktimi i abonentëve funksionalë dhe mundësia e aksesit në proceset e reja të aplikimit;

4. Përcaktimi i mjaftueshmërisë së burimeve në dispozicion;

5. Organizimi i kërkesave për lidhje me procese të tjera aplikimi;

6. Transferimi i aplikacioneve në nivel përfaqësues për metodat e nevojshme për përshkrimin e informacionit;

7. Përzgjedhja e procedurave për dialogun e procesit të planifikuar;

8. Menaxhimi i të dhënave të shkëmbyera ndërmjet proceseve të aplikimit dhe sinkronizimi i ndërveprimit ndërmjet proceseve të aplikimit;

9. Përcaktimi i cilësisë së shërbimit (koha e dorëzimit të blloqeve të të dhënave, norma e pranueshme e gabimit);

10. Marrëveshja për korrigjimin e gabimeve dhe përcaktimin e besueshmërisë së të dhënave;

11. Koordinimi i kufizimeve të vendosura në sintaksë (bashkësi karakteresh, struktura e të dhënave).

Këto funksione përcaktojnë llojet e shërbimeve që shtresa e aplikacionit u ofron proceseve të aplikimit. Përveç kësaj, shtresa e aplikacionit transferon në proceset e aplikacionit shërbimin e ofruar nga shtresat fizike, lidhjet, rrjeti, transporti, sesioni dhe prezantimi.

Në nivelin e aplikacionit, është e nevojshme t'u sigurohet përdoruesve informacione tashmë të përpunuara. Kjo mund të trajtohet nga sistemi dhe softueri i përdoruesit.

Shtresa e aplikacionit është përgjegjëse për aksesin e aplikacioneve në rrjet. Detyrat e këtij niveli janë transferimi i skedarëve, shkëmbimi i postës dhe menaxhimi i rrjetit.

Protokollet më të zakonshme të tre shtresave të sipërme janë:

ftp ( Transferimi i skedarëve Protokolli) protokolli i transferimit të skedarëve;

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) është protokolli më i thjeshtë i transferimit të skedarëve;

X.400 email;

Puna Telnet me një terminal të largët;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) është një protokoll i thjeshtë i shkëmbimit të postës;

Protokolli i përbashkët i menaxhimit të informacionit CMIP (Common Management Information Protocol);

SLIP (Serial Line IP) IP për linjat serike. Protokolli për transferimin serial të të dhënave karakter pas karakteri;

SNMP (Simple Network Management Protocol) protokoll i thjeshtë i menaxhimit të rrjetit;

FTAM (File Transfer, Access, and Management) është një protokoll për transferimin, aksesin dhe menaxhimin e skedarëve.

Shtresa e prezantimit

Funksionet e këtij niveli janë prezantimi i të dhënave të transmetuara ndërmjet proceseve të aplikimit në formën e dëshiruar.

Kjo shtresë siguron që informacioni i kaluar nga shtresa e aplikacionit do të kuptohet nga shtresa e aplikacionit në një sistem tjetër. Nëse është e nevojshme, shtresa e prezantimit në momentin e transferimit të informacionit kryen shndërrimin e formateve të të dhënave në ndonjë format të zakonshëm të prezantimit, dhe në momentin e marrjes, përkatësisht, kryen konvertimin e kundërt. Kështu, shtresat e aplikacionit mund të kapërcejnë, për shembull, dallimet sintaksore në paraqitjen e të dhënave. Kjo situatë mund të ndodhë në një LAN me kompjuterë të llojeve të ndryshme (IBM PC dhe Macintosh) që duhet të shkëmbejnë të dhëna. Pra, në fushat e bazave të të dhënave, informacioni duhet të paraqitet në formën e shkronjave dhe numrave, dhe shpesh në formën e një imazhi grafik. Ju duhet t'i përpunoni këto të dhëna, për shembull, si numra me pikë lundruese.

Paraqitja e zakonshme e të dhënave bazohet në sistemin ASN.1, i cili është i përbashkët për të gjitha nivelet e modelit. Ky sistem shërben për të përshkruar strukturën e skedarëve, si dhe zgjidh problemin e kriptimit të të dhënave. Në këtë nivel, mund të kryhet enkriptimi dhe deshifrimi i të dhënave, falë të cilave sigurohet sekreti i shkëmbimit të të dhënave menjëherë për të gjitha shërbimet e aplikacionit. Një shembull i një protokolli të tillë është protokolli Secure Socket Layer (SSL), i cili siguron mesazhe të sigurta për protokollet e shtresës së aplikimit të stekit TCP/IP. Kjo shtresë siguron transformimin e të dhënave (kodimin, kompresimin, etj.) të shtresës së aplikacionit në një rrjedhë informacioni për shtresën e transportit.

Shtresa përfaqësuese kryen funksionet kryesore të mëposhtme:

1. Gjenerimi i kërkesave për të krijuar sesione ndërveprimi ndërmjet proceseve të aplikimit.

2. Koordinimi i paraqitjes së të dhënave ndërmjet proceseve të aplikimit.

3. Zbatimi i formularëve të paraqitjes së të dhënave.

4. Paraqitja e materialit grafik (vizatime, vizatime, diagrame).

5. Klasifikimi i të dhënave.

6. Dërgimi i kërkesave për përfundimin e seancave.

Protokollet e shtresës së prezantimit janë zakonisht pjesë e protokolleve të tre shtresave të larta të modelit.

Shtresa e sesionit

Shtresa e sesionit është shtresa që përcakton procedurën për kryerjen e sesioneve ndërmjet përdoruesve ose proceseve të aplikacionit.

Shtresa e sesionit siguron kontrollin e bisedës për të mbajtur gjurmët se cila anë është aktualisht aktive, dhe gjithashtu ofron një mjet sinkronizimi. Këto të fundit ju lejojnë të futni pika kontrolli në transferime të gjata, në mënyrë që në rast dështimi, të mund të ktheheni në pikën e fundit të kontrollit, në vend që të filloni nga e para. Në praktikë, pak aplikacione përdorin shtresën e sesionit dhe rrallë zbatohet.

Shtresa e sesionit kontrollon transferimin e informacionit midis proceseve të aplikimit, koordinon marrjen, transmetimin dhe lëshimin e një sesioni komunikimi. Përveç kësaj, shtresa e sesionit përmban gjithashtu funksionet e menaxhimit të fjalëkalimit, kontrollit të bisedës, sinkronizimit dhe anulimit të komunikimit në një seancë transmetimi pas një dështimi për shkak të gabimeve në shtresat e poshtme. Funksionet e kësaj shtrese janë të koordinojë komunikimin ndërmjet dy programeve aplikative që funksionojnë në stacione të ndryshme pune. Ai vjen në formën e një dialogu të mirëstrukturuar. Këto funksione përfshijnë krijimin e një sesioni, menaxhimin e transmetimit dhe pranimit të paketave të mesazheve gjatë një sesioni dhe përfundimin e një sesioni.

Në nivel sesioni, përcaktohet se cili do të jetë transferimi midis dy proceseve të aplikimit:

Half duplex (proceset do të dërgojnë dhe marrin të dhëna me radhë);

Duplex (proceset do të dërgojnë të dhëna dhe do t'i marrin ato në të njëjtën kohë).

Në modalitetin gjysmë dupleks, shtresa e sesionit lëshon një shenjë të dhënash për procesin që fillon transferimin. Kur vjen koha që procesi i dytë të përgjigjet, shenja e të dhënave i kalohet atij. Shtresa e sesionit lejon transmetimin vetëm te pala që zotëron tokenin e të dhënave.

Shtresa e sesionit ofron funksionet e mëposhtme:

1. Krijimi dhe përfundimi në nivel sesioni të një lidhjeje ndërmjet sistemeve ndërvepruese.

2. Kryerja e shkëmbimit normal dhe urgjent të të dhënave ndërmjet proceseve të aplikimit.

3. Menaxhimi i ndërveprimit të proceseve të aplikuara.

4. Sinkronizimi i lidhjeve të sesioneve.

5. Njoftimi i proceseve të aplikimit për situata të jashtëzakonshme.

6. Vendosja e etiketave në procesin e aplikuar, duke lejuar, pas një dështimi ose gabimi, të rivendoset ekzekutimi i tij nga etiketa më e afërt.

7. Ndërprerja në rastet e nevojshme të procesit të aplikimit dhe rifillimi korrekt i tij.

8. Përfundimi i seancës pa humbje të të dhënave.

9. Transmetimi i mesazheve të veçanta për ecurinë e seancës.

Shtresa e sesionit është përgjegjëse për organizimin e seancave të shkëmbimit të të dhënave ndërmjet makinerive fundore. Protokollet e shtresave të sesionit janë zakonisht një komponent i protokolleve të tre shtresave të sipërme të modelit.

Shtresa e transportit

Shtresa e transportit është projektuar për të transferuar paketa përmes një rrjeti komunikimi. Në shtresën e transportit, paketat ndahen në blloqe.

Gjatë rrugës nga dërguesi te marrësi, paketat mund të korruptohen ose humbasin. Ndërsa disa aplikacione kanë trajtimin e tyre të gabimeve, ka disa që preferojnë të merren me një lidhje të besueshme menjëherë. Detyra e shtresës së transportit është të sigurojë që aplikacionet ose shtresat e sipërme të modelit (aplikacioni dhe sesioni) të transferojnë të dhëna me shkallën e besueshmërisë që kërkojnë. Modeli OSI përcakton pesë klasa shërbimesh të ofruara nga shtresa e transportit. Këto lloje shërbimesh dallohen nga cilësia e shërbimeve të ofruara: urgjenca, aftësia për të rivendosur një lidhje të ndërprerë, disponueshmëria e lehtësive të multipleksimit për lidhje të shumta midis protokolleve të ndryshme të aplikimit përmes një protokolli të përbashkët transporti dhe më e rëndësishmja, aftësia për të zbuluar dhe korrigjoni gabimet e transmetimit, të tilla si shtrembërimi, humbja dhe dyfishimi i paketave.

Shtresa e transportit përcakton adresimin e pajisjeve fizike (sistemet, pjesët e tyre) në rrjet. Kjo shtresë garanton dërgimin e blloqeve të informacionit te marrësit dhe menaxhon këtë dërgesë. Detyra e tij kryesore është të sigurojë forma efikase, të përshtatshme dhe të besueshme të transferimit të informacionit ndërmjet sistemeve. Kur më shumë se një paketë është në përpunim, shtresa e transportit kontrollon rendin në të cilin kalojnë paketat. Nëse kalon një kopje e një mesazhi të marrë më parë, atëherë kjo shtresë e njeh këtë dhe e injoron mesazhin.

Funksionet e shtresës së transportit përfshijnë:

1. Kontrolli i transmetimit të rrjetit dhe sigurimi i integritetit të blloqeve të të dhënave.

2. Zbulimi i gabimeve, eliminimi i pjesshëm i tyre dhe raportimi i gabimeve të pakorrigjuara.

3. Rikuperimi i transmetimit pas dështimeve dhe keqfunksionimeve.

4. Konsolidimi ose ndarja e blloqeve të të dhënave.

5. Dhënia e prioriteteve në transferimin e blloqeve (normale ose urgjente).

6. Konfirmimi i transferimit.

7. Eliminimi i blloqeve në situata bllokimi në rrjet.

Duke filluar nga shtresa e transportit, të gjitha protokollet më të larta implementohen në softuer, zakonisht të përfshirë në sistemin operativ të rrjetit.

Protokollet më të zakonshme të shtresave të transportit përfshijnë:

TCP (Transmission Control Protocol) Protokolli i kontrollit të transmetimit të stakut TCP/IP;

UDP (Protokolli i të dhënave të përdoruesit) është protokolli i të dhënave të përdoruesit të grupit TCP/IP;

NCP (NetWare Core Protocol) protokoll bazë për rrjetet NetWare;

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

TP4 (Protokolli i Transmetimit) - protokolli i transmetimit të klasës 4.

Shtresa e rrjetit

Shtresa e rrjetit siguron vendosjen e kanaleve që lidhin sistemet e pajtimtarëve dhe atyre administrativë përmes një rrjeti komunikimi, duke zgjedhur rrugën më të shpejtë dhe më të besueshme.

Shtresa e rrjetit vendos komunikimin në rrjeti kompjuterik ndërmjet dy sistemeve dhe siguron qarqe virtuale ndërmjet tyre. Një kanal virtual ose logjik është një funksionim i tillë i komponentëve të rrjetit që krijon iluzionin e vendosjes së shtegut të nevojshëm midis komponentëve ndërveprues. Përveç kësaj, shtresa e rrjetit informon shtresën e transportit për gabimet që ndodhin. Mesazhet e shtresës së rrjetit zakonisht quhen paketa. Ato përmbajnë pjesë të dhënash. Shtresa e rrjetit është përgjegjëse për adresimin dhe shpërndarjen e tyre.

Vendosja e rrugës më të mirë për transmetimin e të dhënave quhet rrugëzim, dhe zgjidhja e tij është detyra kryesore e shtresës së rrjetit. Ky problem shtohet nga fakti se rruga më e shkurtër nuk është gjithmonë më e mira. Shpesh, kriteri për zgjedhjen e një itinerari është koha e transferimit të të dhënave përgjatë kësaj rruge; varet nga gjerësia e brezit të kanaleve të komunikimit dhe intensiteti i trafikut, i cili mund të ndryshojë me kalimin e kohës. Disa algoritme të rrugëtimit përpiqen të përshtaten me ndryshimet e ngarkesës, ndërsa të tjerët marrin vendime bazuar në mesataret afatgjata. Përzgjedhja e rrugës mund të bazohet gjithashtu në kritere të tjera, si besueshmëria e transmetimit.

Protokolli i shtresës së lidhjes siguron shpërndarjen e të dhënave ndërmjet çdo nyjeje vetëm në një rrjet me një topologji tipike të përshtatshme. Ky është një kufizim shumë i rreptë që nuk lejon ndërtimin e rrjeteve me një strukturë të zhvilluar, për shembull, rrjete që kombinojnë disa rrjete ndërmarrjesh në një rrjet të vetëm, ose rrjete shumë të besueshme në të cilat ka lidhje të tepërta midis nyjeve.

Kështu, brenda rrjetit, shpërndarja e të dhënave rregullohet nga shtresa e lidhjes, por shpërndarja e të dhënave ndërmjet rrjeteve trajtohet nga shtresa e rrjetit. Kur organizohet dorëzimi i paketave në nivel rrjeti, përdoret koncepti i një numri rrjeti. Në këtë rast, adresa e marrësit përbëhet nga numri i rrjetit dhe numri i kompjuterit në atë rrjet.

Rrjetet janë të ndërlidhura nga pajisje speciale të quajtura ruter. Një ruter është një pajisje që mbledh informacion në lidhje me topologjinë ndërmjet lidhjet e rrjetit dhe në bazë të tij përcjell paketat e shtresave të rrjetit në rrjetin e destinacionit. Për të transferuar një mesazh nga një dërgues i vendosur në një rrjet te një marrës i vendosur në një rrjet tjetër, është e nevojshme të kryhet një numër i caktuar transmetimesh transit (hops) ndërmjet rrjeteve, çdo herë duke zgjedhur rrugën e duhur. Kështu, një rrugë është një sekuencë ruterash që përshkon një paketë.

Shtresa e rrjetit është përgjegjëse për ndarjen e përdoruesve në grupe dhe kursimin e paketave bazuar në përkthimin e adresave MAC në adresat e rrjetit. Shtresa e rrjetit gjithashtu siguron transmetim transparent të paketave në shtresën e transportit.

Shtresa e rrjetit kryen funksionet e mëposhtme:

1. Krijimi i lidhjeve në rrjet dhe identifikimi i porteve të tyre.

2. Zbulimi dhe korrigjimi i gabimeve që ndodhin gjatë transmetimit përmes një rrjeti komunikimi.

3. Kontrolli i rrjedhës së paketave.

4. Organizimi (renditja) e sekuencave të paketave.

5. Drejtimi dhe ndërrimi.

6. Segmentimi dhe konsolidimi i paketave.

Shtresa e rrjetit përcakton dy lloje protokollesh. Lloji i parë i referohet përcaktimit të rregullave për transmetimin e paketave me të dhëna të nyjeve fundore nga një nyje në një ruter dhe midis ruterave. Janë këto protokolle që zakonisht përmenden kur flasim për protokollet e shtresave të rrjetit. Sidoqoftë, një lloj tjetër protokolli, i quajtur protokollet e shkëmbimit të informacionit të rrugëzimit, shpesh quhet shtresa e rrjetit. Routerët përdorin këto protokolle për të mbledhur informacion në lidhje me topologjinë e ndërlidhjeve.

Protokollet e shtresës së rrjetit zbatohen nga modulet softuerike të sistemit operativ, si dhe softueri dhe hardueri i ruterave.

Protokollet më të përdorura në shtresën e rrjetit janë:

IP (Protokolli i Internetit) Protokolli i Internetit, një protokoll rrjeti i stakut TCP/IP që ofron informacion mbi adresën dhe rrugëzimin;

IPX (Internetwork Packet Exchange) është një protokoll i shkëmbimit të paketave në Internet, i krijuar për adresimin dhe kursimin e paketave në rrjetet Novell;

X.25 standardi ndërkombëtar për komunikimet globale të ndërrimit të paketave (ky protokoll zbatohet pjesërisht në shtresën 2);

CLNP (Connection Less Network Protocol) është një protokoll rrjeti pa organizim të lidhjeve.

Shtresa e lidhjes (Lidhja e të dhënave)

Njësia e informacionit të shtresës së lidhjes janë kornizat (frame). Kornizat janë një strukturë e organizuar logjikisht në të cilën mund të vendosen të dhënat. Detyra e shtresës së lidhjes është të transferojë kornizat nga shtresa e rrjetit në shtresën fizike.

Në shtresën fizike, bitet thjesht dërgohen. Kjo nuk merr parasysh që në disa rrjete, në të cilat linjat e komunikimit përdoren në mënyrë alternative nga disa çifte kompjuterësh që ndërveprojnë, mediumi fizik i transmetimit mund të jetë i zënë. Prandaj, një nga detyrat e shtresës së lidhjes është të kontrollojë disponueshmërinë e mediumit të transmetimit. Një detyrë tjetër e shtresës së lidhjes është të zbatojë mekanizmat e zbulimit dhe korrigjimit të gabimeve.

Shtresa e lidhjes siguron që çdo kornizë të transmetohet në mënyrë korrekte duke vendosur një sekuencë të veçantë bitesh në fillim dhe në fund të çdo kornize për ta shënuar atë, dhe gjithashtu llogarit një shumë kontrolli duke përmbledhur të gjitha bajtet e kornizës në një mënyrë të caktuar dhe duke shtuar një shumë kontrolli në Korniza. Kur arrin një kornizë, marrësi përsëri llogarit shumën e kontrollit të të dhënave të marra dhe e krahason rezultatin me shumën e kontrollit nga korniza. Nëse përputhen, korniza konsiderohet e vlefshme dhe pranohet. Nëse shumat e kontrollit nuk përputhen, atëherë krijohet një gabim.

Detyra e shtresës së lidhjes është të marrë paketat që vijnë nga shtresa e rrjetit dhe t'i përgatisë ato për transmetim duke i vendosur ato në një kornizë të madhësisë së duhur. Kjo shtresë kërkohet për të përcaktuar se ku fillon dhe mbaron blloku dhe për të zbuluar gabimet e transmetimit.

Në të njëjtin nivel, përcaktohen rregullat për përdorimin e shtresës fizike nga nyjet e rrjetit. Paraqitja elektrike e të dhënave në LAN (bitët e të dhënave, metodat e kodimit të të dhënave dhe shënuesit) njihet në këtë dhe vetëm në këtë nivel. Këtu zbulohen dhe korrigjohen gabimet (duke kërkuar ritransmetim të të dhënave).

Shtresa e lidhjes siguron krijimin, transmetimin dhe marrjen e kornizave të të dhënave. Kjo shtresë e shërbimit të shtresës së rrjetit kërkon dhe përdor shërbimin e shtresës fizike për të marrë dhe transmetuar paketa. Specifikimet IEEE 802.X e ndajnë shtresën e lidhjes në dy nënshtresa:

LLC (Logical Link Control) kontrolli logjik i lidhjes ofron kontroll logjik të lidhjes. Nënshtresa LLC ofron shërbime për shtresën e rrjetit dhe ka të bëjë me transmetimin dhe marrjen e mesazheve të përdoruesit.

Kontrolli i qasjes në media MAC (Media Assess Control). Nënshtresa MAC rregullon aksesin në mediumin fizik të përbashkët (kalimi i tokenit ose zbulimi i përplasjes ose përplasjes) dhe kontrollon hyrjen në kanalin e komunikimit. Nënshtresa LLC është mbi nënshtresën MAC.

Shtresa e lidhjes së të dhënave përcakton aksesin në media dhe kontrollin e transmetimit përmes një procedure transferimi të të dhënave mbi një lidhje.

Me madhësi të mëdha të blloqeve të të dhënave të transmetuara, shtresa e lidhjes i ndan ato në korniza dhe i transmeton kornizat si sekuenca.

Pas marrjes së kornizave, shtresa formon blloqe të dhënash të transmetuara prej tyre. Madhësia e një blloku të të dhënave varet nga mënyra e transmetimit, cilësia e kanalit përmes të cilit transmetohet.

Në LAN, protokollet e shtresave të lidhjes përdoren nga kompjuterët, urat, ndërprerësit dhe ruterat. Në kompjuterë, funksionet e shtresës së lidhjes zbatohen së bashku përshtatësit e rrjetit dhe drejtuesit e tyre.

Shtresa e lidhjes mund të kryejë llojet e mëposhtme të funksioneve:

1. Organizimi (krijimi, menaxhimi, përfundimi) i lidhjeve të kanaleve dhe identifikimi i porteve të tyre.

2. Organizimi dhe transferimi i personelit.

3. Zbulimi dhe korrigjimi i gabimeve.

4. Menaxhimi i rrjedhës së të dhënave.

5. Sigurimi i transparencës së kanaleve logjike (transferimi i të dhënave të koduara në çfarëdo mënyre mbi to).

Protokollet më të përdorura në shtresën e lidhjes përfshijnë:

HDLC (High Level Data Link Control) protokoll i kontrollit të lidhjes së të dhënave të nivelit të lartë për lidhjet serike;

IEEE 802.2 LLC (Tipi I dhe Lloji II) ofron MAC për mjedise 802.x;

Teknologjia e rrjetit Ethernet sipas standardit IEEE 802.3 për rrjetet që përdorin topologjinë e autobusit dhe akses të shumëfishtë me nuhatje të operatorit dhe zbulimin e përplasjeve;

Teknologjia e rrjetit të unazës së tokenit sipas standardit IEEE 802.5, duke përdorur një topologji unazore dhe një metodë aksesi të unazës së kalimit të tokenit;

FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) Teknologjia e rrjetit IEEE 802.6 duke përdorur media me fibër optike;

X.25 është një standard ndërkombëtar për komunikimet globale me komutim të paketave;

Rrjeti i stafetës së kornizës i organizuar nga teknologjitë X25 dhe ISDN.

Shtresa fizike

Shtresa fizike është projektuar që të ndërlidhet me mjetet fizike të lidhjes. Lidhja fizike është kombinimi i mediave fizike, harduerit dhe softuerit që mundëson sinjalizimin ndërmjet sistemeve.

Mjeti fizik është një substancë materiale përmes së cilës transmetohen sinjalet. Mjeti fizik është themeli mbi të cilin ndërtohen mjetet fizike të lidhjes. Eteri, metalet, qelqi optik dhe kuarci përdoren gjerësisht si media fizike.

Shtresa fizike përbëhet nga një nënshtresë e ndërfaqes mediatike dhe një nënshtresë e transformimit të transmisionit.

E para prej tyre siguron çiftimin e rrjedhës së të dhënave me kanalin e komunikimit fizik të përdorur. E dyta kryen transformime në lidhje me protokollet e aplikuara. Shtresa fizike siguron ndërfaqen fizike në kanalin e të dhënave dhe gjithashtu përshkruan procedurat për transmetimin e sinjaleve në dhe nga kanali. Në këtë nivel, parametrat elektrike, mekanike, funksionale dhe procedurale për lidhje fizike në sisteme. Shtresa fizike merr paketa të dhënash nga shtresa e lidhjes mbivendosje dhe i konverton ato në sinjale optike ose elektrike që korrespondojnë me 0 dhe 1 të rrymës binare. Këto sinjale dërgohen përmes mediumit të transmetimit në nyjen marrëse. Vetitë mekanike dhe elektrike/optike të mjetit të transmetimit përcaktohen në shtresën fizike dhe përfshijnë:

Lloji i kabllove dhe lidhësve;

Caktimi i kunjave në lidhës;

Skema e kodimit të sinjalit për vlerat 0 dhe 1.

Shtresa fizike kryen funksionet e mëposhtme:

1. Vendosja dhe shkëputja e lidhjeve fizike.

2. Transmetimi i sinjaleve në kodin serik dhe marrës.

3. Dëgjimi, nëse është e nevojshme, i kanaleve.

4. Identifikimi i kanaleve.

5. Njoftimi për shfaqjen e defekteve dhe defekteve.

Njoftimi për shfaqjen e keqfunksionimeve dhe dështimeve është për faktin se në nivelin fizik zbulohet një klasë e caktuar ngjarjesh që ndërhyjnë në funksionimin normal të rrjetit (përplasja e kornizave të dërguara nga disa sisteme menjëherë, ndërprerja e kanalit, fikja , humbja e kontaktit mekanik, etj.). Llojet e shërbimit që i ofrohen shtresës së lidhjes së të dhënave përcaktohen nga protokollet e shtresës fizike. Dëgjimi i kanalit është i nevojshëm në rastet kur një grup sistemesh është i lidhur me një kanal, por vetëm njëri prej tyre lejohet të transmetojë sinjale në të njëjtën kohë. Prandaj, dëgjimi i kanalit ju lejon të përcaktoni nëse është falas për t'u transmetuar. Në disa raste, për një përcaktim më të qartë të strukturës, shtresa fizike ndahet në disa nënnivele. Për shembull, shtresa fizike e një rrjeti pa tel ndahet në tre nënshtresa (Figura 1.14).

Oriz. 1.14. Shtresa fizike LAN pa tela

Funksionet e shtresave fizike zbatohen në të gjitha pajisjet e lidhura në rrjet. Në anën e kompjuterit, funksionet e shtresës fizike kryhen nga përshtatësi i rrjetit. Përsëritësit janë i vetmi lloj i pajisjeve që funksionojnë vetëm në shtresën fizike.

Shtresa fizike mund të sigurojë transmetim asinkron (serial) dhe sinkron (paralel), i cili përdoret për disa mainframe dhe minikompjutera. Në shtresën fizike, duhet të përcaktohet një skemë kodimi për të përfaqësuar vlerat binare për transmetim në një kanal komunikimi. Shumë rrjete lokale përdorin kodimin Manchester.

Një shembull i një protokolli të shtresës fizike është specifikimi 10Base-T Ethernet, i cili përcakton kabllon e pambrojtur si kabllon e përdorur. palë e përdredhur kategoria 3 me rezistenca e valës 100 ohm, lidhës RJ-45, gjatësia maksimale e segmentit fizik 100 metra, kodi i Mançesterit për paraqitjen e të dhënave dhe karakteristika të tjera të sinjaleve të mesme dhe elektrike.

Specifikimet më të zakonshme të shtresës fizike përfshijnë:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - Ndërfaqe serike e pabalancuar mekanike/elektrike;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - karakteristikat mekanike, elektrike dhe optike të një ndërfaqe serike të balancuar;

Ethernet është një teknologji rrjeti IEEE 802.3 për rrjete që përdorin topologjinë e autobusit dhe akses të shumëfishtë me nuhatje të operatorit dhe zbulimin e përplasjeve;

Unaza e tokenit është një teknologji rrjeti IEEE 802.5 që përdor një topologji unaze dhe një metodë aksesi të unazave të kalimit të tokenit.

), IPX, IGMP, ICMP, ARP.

Është e nevojshme të kuptohet pse kishte nevojë për të ndërtuar një shtresë rrjeti, pse rrjetet e ndërtuara me ndihmën e lidhjeve të të dhënave dhe mjeteve të shtresave fizike nuk mund të plotësonin kërkesat e përdoruesve.

Është gjithashtu e mundur të krijohet një rrjet kompleks, i strukturuar me integrimin e teknologjive të ndryshme bazë të rrjetit me anë të shtresës së lidhjes: për këtë mund të përdoren disa lloje urave dhe ndërprerësve. Natyrisht, në përgjithësi, trafiku në një rrjet të tillë formohet rastësisht, por nga ana tjetër karakterizohet edhe nga disa modele. Si rregull, në një rrjet të tillë, disa përdorues që punojnë në një detyrë të përbashkët (për shembull, punonjës të një departamenti) më së shpeshti i bëjnë kërkesa njëri-tjetrit ose një serveri të përbashkët, dhe vetëm ndonjëherë ata kanë nevojë për qasje në burimet e kompjuterëve në një departament tjetër. Prandaj, në varësi të trafikut të rrjetit, kompjuterët në rrjet ndahen në grupe, të cilat quhen segmente të rrjetit. Kompjuterët kombinohen në një grup nëse shumica e mesazheve të tyre janë të destinuara (drejtohen) te kompjuterët e të njëjtit grup. Ndarja e rrjetit në segmente mund të kryhet me ura dhe ndërprerës. Ata mbrojnë trafikun lokal brenda një segmenti duke mos kaluar asnjë kornizë jashtë tij, përveç atyre që u drejtohen kompjuterëve të vendosur në segmente të tjera. Kështu, një rrjet ndahet në nënrrjeta të veçanta. Nga këto nënrrjeta, në të ardhmen mund të ndërtohen rrjete të përbëra me përmasa mjaft të mëdha.

Ideja e nënrrjetit është baza për ndërtimin e rrjeteve të përbëra.

Rrjeti quhet të përbëra(internet ose internet), nëse mund të përfaqësohet si një koleksion i disa rrjeteve. Rrjetet që përbëjnë një rrjet të përbërë quhen nënrrjeta, rrjete përbërëse ose thjesht rrjete, secila prej të cilave mund të funksionojë në teknologjinë e vet të shtresës së lidhjes (edhe pse kjo nuk kërkohet).

Por, sjellja në jetë e kësaj ideje me ndihmën e përsëritësve, urave dhe ndërprerësve ka kufizime dhe disavantazhe shumë domethënëse.

Në një topologji rrjeti të ndërtuar duke përdorur si përsëritës ashtu edhe ura ose ndërprerës, nuk duhet të ketë sythe. Në të vërtetë, një urë ose ndërprerës mund të zgjidhë problemin e dërgimit të një pakete në një destinacion vetëm kur ka vetëm një rrugë midis dërguesit dhe marrësit. Edhe pse në të njëjtën kohë, prania e lidhjeve të tepërta, të cilat formojnë sythe, është shpesh e nevojshme për balancimin më të mirë të ngarkesës, si dhe për të rritur besueshmërinë e rrjetit përmes formimit të shtigjeve të tepërta.

Segmentet logjike të rrjetit të vendosura midis urave ose ndërprerësve janë të izoluar dobët nga njëri-tjetri. Ata nuk janë të imunizuar ndaj stuhive të transmetuara. Nëse ndonjë stacion dërgon një mesazh transmetues, atëherë ky mesazh transmetohet në të gjitha stacionet e të gjitha segmenteve logjike të rrjetit. Administratori duhet të kufizojë manualisht numrin e paketave të transmetimit që një nyje lejohet të gjenerojë për njësi të kohës. Në parim, ne arritëm disi të eliminojmë problemin e stuhive të transmetimit duke përdorur mekanizmin e rrjetit virtual (Debian D-Link VLAN Configuration) të zbatuar në shumë switch. Por në këtë rast, megjithëse është mjaft fleksibël të krijohen grupe stacionesh të izoluara përsa i përket trafikut, ato janë plotësisht të izoluara, domethënë nyjet e një rrjeti virtual nuk mund të komunikojë me hostet në një rrjet tjetër virtual.

Në rrjetet e ndërtuara në bazë të urave dhe ndërprerësve, është mjaft e vështirë të zgjidhet problemi i kontrollit të trafikut bazuar në vlerën e të dhënave të përfshira në paketë. Në rrjete të tilla, kjo është e mundur vetëm me ndihmën e filtrave të personalizuar, për të cilët administratori duhet të merret me paraqitjen binare të përmbajtjes së paketave.

Zbatimi i nënsistemit të transportit vetëm me anë të shtresave fizike dhe lidhjes, të cilat përfshijnë ura dhe ndërprerës, çon në një sistem adresimi të pamjaftueshëm fleksibël, në një nivel: adresa MAC përdoret si adresa e stacionit marrës - një adresë që është i lidhur ngushtë me përshtatësin e rrjetit.

Të gjitha mangësitë e urave dhe ndërprerësve lidhen vetëm me faktin se ato funksionojnë duke përdorur protokollet e shtresave të lidhjes. Puna është se këto protokolle nuk përcaktojnë në mënyrë eksplicite konceptin e një pjese të rrjetit (ose nënrrjetit, ose segmentit), i cili mund të përdoret kur strukturohet një rrjet i madh. Prandaj, zhvilluesit e teknologjive të rrjetit vendosën t'i besojnë detyrën e ndërtimit të një rrjeti të përbërë në një nivel të ri - atë të rrjetit.

Zhvillimi i të cilit nuk lidhej me modelin OSI.

Shtresat e modelit OSI

Modeli përbëhet nga 7 nivele të vendosura njëri mbi tjetrin. Shtresat ndërveprojnë me njëri-tjetrin (vertikalisht) përmes ndërfaqeve dhe mund të ndërveprojnë me një shtresë paralele të një sistemi tjetër (horizontalisht) përmes protokolleve. Çdo nivel mund të ndërveprojë vetëm me fqinjët e tij dhe të kryejë funksione që i janë caktuar vetëm atij. Më shumë detaje mund të shihen në figurë.

Niveli i aplikimit (Application) (eng. shtresa e aplikimit)

Niveli i lartë i modelit siguron ndërveprimin e aplikacioneve të përdoruesve me rrjetin. Kjo shtresë i lejon aplikacionet të përdorin shërbimet e rrjetit si aksesi në distancë te skedarët dhe bazat e të dhënave, përcjellja e postës elektronike. Ai është gjithashtu përgjegjës për transferimin e informacionit të shërbimit, u siguron aplikacioneve informacione rreth gabimeve dhe gjeneron kërkesa për të shtresa e prezantimit. Shembull: HTTP , POP3 , SMTP , FTP , XMPP , OSCAR , BitTorrent , MODBUS , SIP

Ekzekutiv (shtresa e prezantimit) shtresa e prezantimit)

Kjo shtresë është përgjegjëse për konvertimin e protokollit dhe kodimin/dekodimin e të dhënave. Ai konverton kërkesat e aplikacioneve të marra nga shtresa e aplikacionit në një format për transmetim përmes rrjetit dhe konverton të dhënat e marra nga rrjeti në një format të kuptueshëm nga aplikacionet. Në këtë nivel, mund të kryhet ngjeshja / dekompresimi ose kodimi / dekodimi i të dhënave, si dhe ridrejtimi i kërkesave në një tjetër burimi i rrjetit nëse nuk mund të përpunohen në nivel lokal.

Shtresa 6 (përfaqësimet) e modelit të referencës OSI është zakonisht një protokoll i ndërmjetëm për konvertimin e informacionit nga shtresat fqinje. Kjo lejon komunikimin ndërmjet aplikacioneve në sisteme kompjuterike të ndryshme në një mënyrë që të jetë transparente për aplikacionet. Shtresa e prezantimit siguron formatimin dhe transformimin e kodit. Formatimi i kodit përdoret për të siguruar që aplikacioni të marrë informacion për përpunim që ka kuptim për të. Nëse është e nevojshme, kjo shtresë mund të përkthehet nga një format i të dhënave në tjetrin. Shtresa e prezantimit merret jo vetëm me formatet dhe paraqitjen e të dhënave, por edhe me strukturat e të dhënave që përdoren nga programet. Kështu, shtresa 6 parashikon organizimin e të dhënave gjatë transferimit të tyre.

Për të kuptuar se si funksionon kjo, imagjinoni se ekzistojnë dy sisteme. Njëri përdor kodin e zgjeruar binar të shkëmbimit të informacionit EBCDIC për të përfaqësuar të dhënat, për shembull, mund të jetë një mainframe IBM, dhe tjetri është një amerikan kod standard Shkëmbimi i informacionit ASCII (përdorur nga shumica e prodhuesve të tjerë të kompjuterave). Nëse këto dy sisteme duhet të shkëmbejnë informacion, atëherë nevojitet një shtresë prezantimi për të kryer transformimin dhe përkthimin midis dy formateve të ndryshme.

Një funksion tjetër i kryer në shtresën e prezantimit është enkriptimi i të dhënave, i cili përdoret në rastet kur është i nevojshëm për të mbrojtur informacionin e transmetuar nga marrja nga marrës të paautorizuar. Për të realizuar këtë detyrë, proceset dhe kodi në nivelin e pamjes duhet të kryejnë transformime të të dhënave. Në këtë nivel, ka nënprograme të tjera që kompresojnë tekstet dhe konvertojnë imazhet grafike në bitstream, në mënyrë që ato të mund të transmetohen përmes rrjetit.

Standardet e nivelit të prezantimit përcaktojnë gjithashtu mënyrën e paraqitjes imazhe grafike. Për këtë qëllim, mund të përdoret formati PICT, një format imazhi që përdoret për të transferuar grafika QuickDraw ndërmjet programeve për kompjuterët Macintosh dhe PowerPC. Një tjetër format prezantimi është formati i skedarit të imazhit të etiketuar TIFF, i cili përdoret zakonisht bitmaps rezolucion të lartë. Standardi tjetër i nivelit të prezantimit që mund të përdoret për grafikë është ai i zhvilluar nga Grupi i Përbashkët i Ekspertëve Fotografik; në përdorimin e përditshëm, ky standard quhet thjesht JPEG.

Ekziston një grup tjetër standardesh të nivelit të prezantimit që përcaktojnë prezantimin e zërit dhe filmave. Kjo përfshin ndërfaqen MIDI (Ndërfaqja dixhitale e instrumenteve muzikore) për paraqitjen dixhitale të muzikës, e zhvilluar nga Grupi i Ekspertëve të Kinematografisë, standardi MPEG, i përdorur për të kompresuar dhe koduar videot në CD, digjitalizimin e ruajtjes dhe transferimin me shpejtësi deri në 1,5 Mbps. /s dhe QuickTime, një standard që përshkruan elementet audio dhe video për programet që ekzekutohen në kompjuterët Macintosh dhe PowerPC.

Shtresa e sesionit shtresa e sesionit)

Niveli i 5-të i modelit është përgjegjës për mirëmbajtjen e sesionit të komunikimit, duke i lejuar aplikacionet të ndërveprojnë me njëri-tjetrin për një kohë të gjatë. Shtresa menaxhon krijimin/përfundimin e sesionit, shkëmbimin e informacionit, sinkronizimin e detyrave, përcaktimin e së drejtës për të transferuar të dhëna dhe mirëmbajtjen e sesioneve gjatë periudhave të mosaktivitetit të aplikacionit. Sinkronizimi i transmetimit sigurohet duke vendosur pika kontrolli në rrjedhën e të dhënave, nga të cilat procesi rifillon nëse ndërveprimi ndërpritet.

Shtresa e transportit shtresa e transportit)

Niveli i katërt i modelit është krijuar për të ofruar të dhëna pa gabime, humbje dhe dublikime në sekuencën në të cilën janë transmetuar. Në të njëjtën kohë, nuk ka rëndësi se cilat të dhëna transferohen, nga ku dhe ku, domethënë, ai siguron vetë mekanizmin e transmetimit. Ai ndan blloqet e të dhënave në fragmente, madhësia e të cilave varet nga protokolli, kombinon ato të shkurtra në një dhe ndan ato të gjata. Shembull: TCP, UDP.

Ka shumë klasa të protokolleve të shtresave të transportit, duke filluar nga protokollet që ofrojnë vetëm funksionet bazë të transportit (për shembull, funksionet e transferimit të të dhënave pa njohje), deri te protokollet që sigurojnë që paketat e shumta të të dhënave të dorëzohen në destinacion në sekuencën e duhur, të dhëna të shumëfishta të shumëfishta streams, ofrojnë mekanizëm të kontrollit të rrjedhës së të dhënave dhe garantojnë vlefshmërinë e të dhënave të marra.

Disa protokolle të shtresave të rrjetit, të quajtura protokolle pa lidhje, nuk garantojnë që të dhënat të dorëzohen në destinacionin e tyre në rendin në të cilin janë dërguar nga pajisja burimore. Disa shtresa transporti merren me këtë duke mbledhur të dhëna në rendin e duhur përpara se t'i kalojnë ato në shtresën e sesionit. Multipleksimi (multipleksimi) i të dhënave do të thotë që shtresa e transportit është në gjendje të përpunojë njëkohësisht rrjedha të shumta të të dhënave (përcjelljet mund të vijnë nga aplikacione të ndryshme) midis dy sistemeve. Një mekanizëm i kontrollit të rrjedhës është një mekanizëm që ju lejon të rregulloni sasinë e të dhënave të transferuara nga një sistem në tjetrin. Protokollet e shtresave të transportit shpesh kanë funksionin e kontrollit të shpërndarjes së të dhënave, duke e detyruar sistemin që merr të dhëna të dërgojë konfirmime në anën transmetuese që të dhënat janë marrë.

Ju mund të përshkruani funksionimin e protokolleve me vendosjen e një lidhjeje duke përdorur shembullin e një telefoni konvencional. Protokollet e kësaj klase fillojnë transmetimin e të dhënave duke thirrur ose vendosur rrugën e paketave nga burimi në destinacion. Pas kësaj, fillon transferimi i të dhënave serike dhe më pas, në fund të transferimit, lidhja shkëputet.

Protokollet pa lidhje që dërgojnë të dhëna që përmbajnë informacion të plotë të adresës në secilën paketë funksionojnë në mënyrë të ngjashme. sistemi postar. Çdo letër ose paketë përmban adresën e dërguesit dhe marrësit. Më pas, çdo zyrë postare e ndërmjetme ose pajisje rrjeti lexon informacionin e adresës dhe merr një vendim për drejtimin e të dhënave. Një letër ose paketë e të dhënave transmetohet nga një pajisje e ndërmjetme në tjetrën derisa t'i dorëzohet marrësit. Protokollet pa lidhje nuk garantojnë që informacioni do t'i arrijë marrësit sipas radhës në të cilën është dërguar. Protokollet e transportit janë përgjegjës për vendosjen e të dhënave në rendin e duhur kur përdoren protokollet e rrjetit pa lidhje.

Shtresa e rrjetit shtresa e rrjetit)

Shtresa e tretë e modelit të rrjetit OSI është projektuar për të përcaktuar rrugën e transferimit të të dhënave. Përgjegjës për përkthimin e adresave dhe emrave logjikë në ato fizike, përcaktimin e rrugëve më të shkurtra, ndërrimin dhe drejtimin, monitorimin e problemeve të rrjetit dhe mbingarkesat. Një pajisje rrjeti si një ruter funksionon në këtë nivel.

Protokollet e shtresës së rrjetit drejtojnë të dhënat nga një burim në një destinacion.

Shtresa e lidhjes shtresa e lidhjes së të dhënave)

Kjo shtresë është projektuar për të siguruar ndërveprimin e rrjeteve në shtresën fizike dhe kontrollin e gabimeve që mund të ndodhin. Ai paketon të dhënat e marra nga shtresa fizike në korniza, kontrollon për integritet, korrigjon gabimet nëse është e nevojshme (dërgon një kërkesë të përsëritur për një kornizë të dëmtuar) dhe e dërgon atë në shtresën e rrjetit. Shtresa e lidhjes mund të ndërveprojë me një ose më shumë shtresa fizike, duke kontrolluar dhe menaxhuar këtë ndërveprim. Specifikimi IEEE 802 e ndan këtë nivel në 2 nënnivele - MAC (Media Access Control) rregullon aksesin në mediumin fizik të përbashkët, LLC (Logical Link Control) ofron shërbim të nivelit të rrjetit.

Në programim, ky nivel përfaqëson drejtuesin e kartës së rrjetit, në sistemet operative ekziston një ndërfaqe programimi për ndërveprimin e kanalit dhe niveleve të rrjetit me njëri-tjetrin, ky nuk është një nivel i ri, por thjesht një zbatim i një modeli për një OS specifik. . Shembuj të ndërfaqeve të tilla: ODI, NDIS

Shtresa fizike shtresa fizike)

Niveli më i ulët i modelit është menduar drejtpërdrejt për transferimin e rrjedhës së të dhënave. Kryen transmetimin e sinjaleve elektrike ose optike në një kabllo ose radio ajër dhe, në përputhje me rrethanat, marrjen dhe shndërrimin e tyre në bit të dhënash në përputhje me metodat e kodimit të sinjaleve dixhitale. Me fjalë të tjera, ai siguron një ndërfaqe ndërmjet një operatori rrjeti dhe një pajisjeje rrjeti.

Modeli OSI dhe protokollet reale

Shtatë nivelesh Modeli OSIështë teorik dhe përmban një sërë mangësish. U bënë përpjekje për të ndërtuar rrjete pikërisht sipas modelit OSI, por rrjetet e krijuara në këtë mënyrë ishin të shtrenjta, jo të besueshme dhe të papërshtatshme për t'u përdorur. Reale protokollet e rrjetit, të përdorura në rrjetet ekzistuese, janë të detyruar të devijojnë prej tij, duke ofruar mundësi të paqëllimshme, duke i lidhur kështu disa prej tyre Shtresat OSIështë disi arbitrare: disa protokolle zënë disa shtresa të modelit OSI, dhe funksionet e besueshmërisë zbatohen në disa shtresa të modelit OSI.

Defekti kryesor i OSI është një shtresë transporti e konceptuar keq. Në të, OSI lejon që të dhënat të shkëmbehen midis aplikacioneve (duke prezantuar konceptin port- identifikuesi i aplikacionit), megjithatë, mundësia e shkëmbimit të datagrameve të thjeshta (të tipit UDP) nuk ofrohet në OSI - shtresa e transportit duhet të formojë lidhje, të sigurojë shpërndarje, të menaxhojë rrjedhën, etj. (të llojit TCP). Protokollet reale e zbatojnë këtë mundësi.

Familja TCP/IP

Familja TCP / IP ka tre protokolle transporti: TCP, e cila është plotësisht në përputhje me OSI, duke siguruar verifikimin e marrjes së të dhënave, UDP, e cila korrespondon me shtresën e transportit vetëm nga prania e një porti, siguron shkëmbimin e të dhënave midis aplikacioneve, nuk garanton marrjen e të dhënave, dhe SCTP, i projektuar për të eliminuar disa nga mangësitë e TCP dhe në të cilin ka shtuar disa risi. (Ka rreth dyqind protokolle të tjera në familjen TCP/IP, më i njohuri prej të cilëve është protokolli i shërbimit ICMP, i cili përdoret brenda për të siguruar funksionimin; pjesa tjetër nuk janë gjithashtu protokolle transporti.)

Familja IPX/SPX

Në familjen IPX/SPX, portat (të quajtura "sockets" ose "sockets") shfaqen në protokollin e shtresës së rrjetit IPX, duke mundësuar shkëmbimin e datagrameve midis aplikacioneve (sistemi operativ rezervon disa nga prizat për vete). Protokolli SPX, nga ana tjetër, plotëson IPX me të gjitha aftësitë e tjera të shtresës së transportit në përputhje të plotë me OSI.

Për adresën e hostit, IPX përdor një identifikues të formuar nga një numër rrjeti me katër bajtë (i caktuar nga ruterat) dhe adresën MAC të përshtatësit të rrjetit.

Modeli DOD

Një grumbull protokolli TCP/IP duke përdorur një model të thjeshtuar OSI me katër shtresa.

Adresimi në IPv6

Adresat e destinacionit dhe burimit në IPv6 janë 128 bit ose 16 bajt të gjata. Versioni 6 përgjithëson llojet e veçanta të adresave të versionit 4 në llojet e mëposhtme të adresave:

• Unicast është një adresë individuale. Përcakton një nyje të vetme - portin e kompjuterit ose të ruterit. Paketa duhet të dorëzohet në nyje nëpërmjet rrugës më të shkurtër.
• Cluster është adresa e grupit. Tregon një grup hostesh që ndajnë një prefiks të përbashkët adresash (për shembull, të bashkangjitur në të njëjtin rrjet fizik). Paketa duhet të drejtohet në një grup nyjesh përgjatë shtegut më të shkurtër dhe më pas t'i dorëzohet vetëm njërit prej anëtarëve të grupit (për shembull, nyja më e afërt).
• Multicast - adresa e një grupi nyjesh, mundësisht në të ndryshme rrjetet fizike. Kopjet e paketës duhet të dorëzohen në çdo nyje të grupit duke përdorur aftësitë harduerike multicast ose transmetimi, nëse është e mundur.

Ashtu si me IPv4, adresat IPv6 ndahen në klasa bazuar në vlerën e disa pjesëve më domethënëse të adresës.

Shumica e klasave janë të rezervuara për përdorim në të ardhmen. Më interesante për përdorim praktik është klasa e destinuar për ofruesit e shërbimeve të internetit, e quajtur Unicast i caktuar nga ofruesi.

Adresa e kësaj klase ka strukturën e mëposhtme:

Çdo ISP i caktohet një identifikues unik që etiketon të gjitha rrjetet që ai mbështet. Më pas, ofruesi cakton identifikues unikë për pajtimtarët e tij dhe përdor të dy identifikuesit kur cakton një bllok adresash abonentësh. Vetë pajtimtari cakton identifikues unikë në nënrrjetat dhe nyjet e tij të këtyre rrjeteve.

Një pajtimtar mund të përdorë teknikën e nënrrjetit të përdorur në IPv4 për të nënndarë më tej fushën ID e nënrrjetit në fusha më të vogla.

Skema e përshkruar përafron skemën e adresimit IPv6 me ato të përdorura në rrjetet territoriale si rrjetet telefonike ose rrjetet X.25. Hierarkia e fushave të adresës do të lejojë që ruterat e shtyllës kurrizore të punojnë vetëm me pjesët më të larta të adresës, duke ia lënë përpunimin e fushave më pak të rëndësishme ruterave të pajtimtarëve.

Nën fushën e ID-së së hostit, duhet të ndahen të paktën 6 bajt në mënyrë që të mund të përdorni adresat MAC në adresat IP. rrjetet lokale drejtpërdrejt.

Për pajtueshmërinë me versionin IPv4 të skemës së adresimit, IPv6 ka një klasë adresash që kanë 0000 0000 në bitet e rendit të lartë të adresës. 4 bajtë më të ulët të kësaj adrese klase duhet të përmbajnë një adresë IPv4. Routerët që mbështesin të dy versionet e adresave duhet të ofrojnë përkthim kur kalojnë një paketë nga një rrjet që mbështet adresimin IPv4 në një rrjet që mbështet adresimin IPv6 dhe anasjelltas.

Kritika

Modeli OSI me shtatë shtresa është kritikuar nga disa ekspertë. Në veçanti, në librin klasik UNIX. Menaxhimi administratori i sistemit» Evi Nemeth dhe të tjerët shkruajnë:

... Ndërsa komitetet ISO po debatonin për standardet e tyre, i gjithë koncepti i rrjetëzimit po ndryshonte pas shpine dhe protokolli TCP/IP po prezantohej në mbarë botën. …
…
Dhe kështu, kur protokollet ISO u zbatuan përfundimisht, u shfaqën një numër problemesh:
Këto protokolle bazoheshin në koncepte që nuk kanë kuptim në rrjetet e sotme.
Specifikimet e tyre në disa raste ishin të paplota.
Me vete funksionalitetin ata ishin inferiorë ndaj protokolleve të tjera.
Prania e shtresave të shumta i ka bërë këto protokolle të ngadalta dhe të vështira për t'u zbatuar.
…
… Tani edhe mbështetësit më të zellshëm të këtyre protokolleve pranojnë se OSI po shkon gradualisht drejt shndërrimit në një fusnotë të vogël në faqet e historisë së kompjuterit.

Për ta bërë më të lehtë kuptimin e funksionimit të të gjitha pajisjeve të rrjetit të listuara në artikullin Pajisjet e rrjetit, në lidhje me shtresat e modelit të referencës së rrjetit OSI, kam bërë vizatime skematike me disa komente.

Së pari, le të kujtojmë shtresat e modelit të rrjetit të referencës OSI dhe kapsulimin e të dhënave.

Shihni se si transferohen të dhënat ndërmjet dy kompjuterëve të lidhur. Në të njëjtën kohë, unë do të theksoj funksionimin e një karte rrjeti në kompjuterë, sepse. është ajo që është një pajisje rrjeti, dhe një kompjuter, në parim, jo. (Të gjitha imazhet mund të klikohen - klikoni mbi imazhin për ta zmadhuar atë.)

Një aplikacion në PC1 dërgon të dhëna në një aplikacion tjetër në një PC2 tjetër. Duke filluar nga shtresa e sipërme (shtresa e aplikacionit), të dhënat dërgohen në kartën e rrjetit në shtresën e lidhjes. Në të, karta e rrjetit konverton kornizat në bit dhe e dërgon atë në mediumin fizik (për shembull, një kabllo çifti të përdredhur). Një sinjal arrin në anën tjetër të kabllit dhe karta e rrjetit PC2 i merr këto sinjale, duke i njohur ato në copa dhe duke formuar korniza prej tyre. Të dhënat (të përfshira në korniza) dekapsulohen në shtresën e sipërme dhe kur arrijnë në shtresën e aplikimit, programi përkatës në PC2 i merr ato.

Përsëritës. përqendrues.

Përsëritësi dhe shpërndarësi funksionojnë në të njëjtën shtresë, kështu që ato përshkruhen në të njëjtën mënyrë në lidhje me modelin e rrjetit OSI. Për lehtësinë e përfaqësimit të pajisjeve të rrjetit, ne do t'i shfaqim ato midis kompjuterëve tanë.

Pajisjet përsëritëse dhe shpërndarëse të nivelit të parë (fizik). Ata marrin sinjalin, e njohin atë dhe e përcjellin sinjalin në të gjitha portet aktive.

urë rrjeti. Ndërro.

Ura e rrjetit dhe ndërprerësi gjithashtu funksionojnë në të njëjtin nivel (kanal) dhe ato përshkruhen, përkatësisht, në të njëjtën mënyrë.

Të dyja pajisjet janë tashmë niveli i dytë, kështu që përveç njohjes së sinjalit (si përqendruesit në nivelin e parë), ata e dekapsulojnë atë (sinjalin) në korniza. Në nivelin e dytë, krahasohet shuma e kontrollit të rimorkios (rimorkio) të kornizës. Më pas, adresa MAC e marrësit mësohet nga titulli i kornizës dhe kontrollohet prania e saj në tabelën e ndërruar. Nëse adresa është e pranishme, atëherë korniza kapsulohet përsëri në bit dhe dërgohet (tashmë në formën e një sinjali) në portin përkatës. Nëse adresa nuk gjendet, bëhet procesi i kërkimit të kësaj adrese në rrjetet e lidhura.

Ruteri.

Siç mund ta shihni, një ruter (ose ruter) është një pajisje e shtresës 3. Ja se si funksionon përafërsisht ruteri: Merret një sinjal në port dhe ruteri e njeh atë. Sinjali i njohur (bitet) formojnë korniza (korniza). Shuma e kontrollit në rimorkio dhe adresa MAC e marrësit janë verifikuar. Nëse të gjitha kontrollet janë të suksesshme, kornizat formojnë një paketë. Në nivelin e tretë, ruteri ekzaminon kokën e paketës. Ai përmban adresën IP të destinacionit (marrësit). Bazuar në adresën IP dhe tabelën e tij të rrugëtimit, ruteri zgjedh rrugën më të mirë që paketat të arrijnë në destinacion. Pasi ka zgjedhur një shteg, ruteri e kapsulon paketën në korniza dhe më pas në bit dhe i dërgon ato si sinjale në portin përkatës (të zgjedhur në tabelën e rrugëzimit).

konkluzioni

Si përfundim, unë kombinova të gjitha pajisjet në një foto.

Tani keni njohuri të mjaftueshme për të përcaktuar se cilat pajisje funksionojnë dhe si. Nëse keni ende pyetje, më pyesni ato dhe në të ardhmen e afërt ju ose unë ose përdorues të tjerë me siguri do t'ju ndihmojmë.