Referenzmodell für die Verbindung offener Systeme. Hierarchie von Schichten, Protokollen und Stapeln

Die Telekommunikation ist ein spezifischer Bereich menschlicher Tätigkeit; der Zweck der in dieser Branche hergestellten Produkte besteht darin, die Interaktion zwischen Menschen aus der Ferne sicherzustellen Informationssysteme. Oft basieren diese Systeme auf Geräten verschiedener Hersteller. Deshalb sind Standardisierungsfragen für diese Branche sehr wichtig.

Für den Entwickler und Hersteller von Telekommunikationsgeräten ist die Einhaltung aktueller und zukünftiger Industriestandards von großer Bedeutung Schlüssel Faktor, die den notwendigen Absatzmarkt für die hergestellten Geräte bietet.

Für den Verbraucher dieser Geräte ist auch der Compliance-Faktor von großer Bedeutung, da die Einhaltung von Standards durch Telekommunikationsgeräte die effektive Verwendung der darin investierten Mittel garantiert. Daher ist die Rolle eines Spezialisten in Informationstechnologie(IT), deren Aufgabe es ist, kompetente und kostengünstige Lösungen zu finden, die den aktuellen und zukünftigen Informationsbedürfnissen des Unternehmens gerecht werden.

ISO 7498-Standard

Dieser Standard hat die dreifache Überschrift „Interoperabilität von Informations- und Computersystemen“. offene Systeme — Referenzmodell" Es wird üblicherweise kurz als „Open Systems Interconnection Reference Model“ bezeichnet. Die Veröffentlichung dieses Standards im Jahr 1983 fasste die langjährige Arbeit vieler namhafter Telekommunikationsunternehmen und Standardisierungsorganisationen zusammen.

Die Hauptidee, die diesem Dokument zugrunde liegt, ist die Aufteilung des Prozesses der Informationsinteraktion zwischen Systemen in Ebenen mit klar abgegrenzten Funktionen.

Die Vorteile einer geschichteten Interaktionsorganisation bestehen darin, dass eine solche Organisation die eigenständige Entwicklung von Niveaustandards, Modularität bei der Entwicklung von Hard- und Software von Informations- und Rechensystemen gewährleistet und dadurch zum technischen Fortschritt in diesem Bereich beiträgt.

Gemäß ISO 7498 gibt es sieben Ebenen (Schichten) der Informationsinteraktion:

1. Anwendungsebene
2. Präsentationsfolie
3. Sitzungsebene
4. Transportschicht
5. Netzwerkschicht
6. Datenübertragungsebene
7. Physikalische Schicht

Die Informationsinteraktion zweier oder mehrerer Systeme ist somit eine Reihe von Informationsinteraktionen von Subsystemen auf Ebenen, wobei jede Schicht des lokalen Informationssystems nur mit der entsprechenden Schicht des entfernten Systems interagiert.

Protokoll ist eine Reihe von Algorithmen (Regeln) für die Interaktion von Objekten derselben Ebene.

Schnittstelle ist eine Reihe von Regeln, nach denen die Interaktion mit einem Objekt einer bestimmten Ebene durchgeführt wird.

Der Vorgang, fragmentierte Datenblöcke einer Ebene in Datenblöcke einer anderen Ebene zu platzieren, wird als bezeichnet Verkapselung.

Anwendungsschicht Schicht 7 des OSI-Modells

Die auf der siebten OSI-Schicht definierten Protokolle sollen den Zugriff auf Netzwerkressourcen für Benutzeranwendungsprogramme ermöglichen. An dieses Niveau die Schnittstelle zum Kommunikationsteil der Anwendung wird bestimmt.

Ein Beispiel für Protokolle der Anwendungsschicht ist das Telnet-Protokoll, das dem Benutzer Zugriff auf den Host im Remote-Terminal-Modus ermöglicht.

Präsentationsschicht Schicht 6 des OSI-Modells

Auf dieser Ebene werden Algorithmen zur Konvertierung des Datenpräsentationsformats ASCII, KOI-8 ausgeführt.

Sitzungsschicht Schicht 5 des OSI-Modells

Auf dieser Ebene werden Sitzungen zwischen repräsentativen Anwendungsobjekten eingerichtet, verwaltet und unterbrochen. Betrachten Sie als Beispiel für ein Sitzungsschichtprotokoll das RPC-Protokoll (Remote Procedure Call). Wie der Name schon sagt, dient dieses Protokoll dazu, die Ergebnisse einer Prozedur auf einem Remote-Host anzuzeigen. Bei diesem Vorgang wird eine Sitzungsverbindung zwischen Anwendungen aufgebaut. Der Zweck dieser Verbindung besteht darin, Anfragen zu bedienen, die entstehen, wenn eine Anwendung (Client) mit einer Anwendung (Server) interagiert.

Transportschicht Schicht 4 des OSI-Modells

Es gibt zwei Arten von Transportschichtprotokollen: Segmentierungsprotokolle und Datagrammprotokolle.

Segmentierungsprotokolle der Transportschicht unterteilen die ursprüngliche Nachricht in Blöcke von Transportschichtdaten, die als Segmente bezeichnet werden. Die Hauptfunktion solcher Transportschichtprotokolle besteht darin, die Zustellung dieser Segmente an das Ziel und die Wiederherstellung der Nachricht sicherzustellen.

Datagrammprotokolle segmentieren die Nachricht nicht und senden sie in einem Stück, einem sogenannten „Datagramm“.

Flusskontrolle ist wichtige Funktion zuverlässige Transportprotokolle, da dieser Mechanismus die Datenübertragung über Netzwerke mit instabiler Struktur ermöglicht. Bei der Flusskontrolle muss der Sender auf die Empfangsbestätigung einer begrenzten Anzahl von Segmenten durch den Empfänger warten.

Als Anzahl der Segmente bezeichnet man die Anzahl der Segmente, die ein Sender senden kann, ohne eine Bestätigung vom Empfänger zu erhalten Fenster.

Netzwerkschicht Schicht 3 des OSI-Modells

Die Hauptaufgabe von Protokollen der Netzwerkschicht besteht darin, den Pfad zu bestimmen, der zur Übermittlung von Datenblöcken von Protokollen der oberen Schicht verwendet wird.

Damit ein Datenblock an einen beliebigen Host übermittelt werden kann, muss diesem Host eine dem Sender bekannte Netzwerkadresse zugewiesen werden. Gruppen von Gastgebern vereint durch Territorialprinzip Netzwerke bilden. Um die Lösung des Routing-Problems zu vereinfachen, besteht die Host-Netzwerkadresse aus zwei Teilen: der Netzwerkadresse und der Host-Adresse. Somit gliedert sich die Routing-Aufgabe in zwei Teilaufgaben: die Suche nach einem Netzwerk und die Suche nach einem Host in diesem Netzwerk.

Datenverbindungsschicht Schicht 2 des OSI-Modells

Der Zweck von Link-Layer-Protokollen besteht darin, die Datenübertragung über ein physisches Medium – das Übertragungsmedium – sicherzustellen. Auf der Datenverbindungsschicht werden Daten in Blöcken, sogenannten Frames, übertragen. Die Art des verwendeten Übertragungsmediums und seine Topologie bestimmen maßgeblich die Art des zu verwendenden Transportschicht-Protokollrahmens. Bei Verwendung der Topologien „Common Bus“ und „Point-to-Multipoint“ muss das Link-Layer-Protokoll die physikalischen Adressen festlegen, mit denen Daten über ein gemeinsames Übertragungsmedium ausgetauscht werden, und das Verfahren für den Zugriff auf dieses Medium. Beispiele für solche Protokolle sind Ethernet (sofern zutreffend) und HDLC. Transportschichtprotokolle, die für den Betrieb in einer Punkt-zu-Punkt-Umgebung konzipiert sind, definieren keine physischen Adressen und verfügen über ein vereinfachtes Zugriffsverfahren. Ein Beispiel für diesen Protokolltyp ist das PPP-Protokoll.

Physikalische Schicht Schicht 1 des OSI-Modells

Protokolle der physikalischen Schicht bieten direkten Zugriff auf das Datenübertragungsmedium für Verbindungs- und Folgeschichtprotokolle. Daten werden von Protokollen dieser Ebene in Form von Bits (bei seriellen Protokollen) oder Bitgruppen (bei parallelen Protokollen) übertragen. Auf dieser Ebene werden der Satz von Signalen, die die Systeme austauschen, die Parameter dieser Signale – zeitliche und elektrische – und die Reihenfolge der Bildung dieser Signale während des Datenübertragungsvorgangs bestimmt. Darüber hinaus sind auf dieser Ebene die Anforderungen an elektrische, physikalische und mechanische EigenschaftenÜbertragungsmedien und Steckverbinder.

Das bis vor kurzem am häufigsten verwendete Transportschichtprotokoll war V.24, das die serielle Schnittstelle zum IBM-PC bereitstellte.

Das Basic EMI ist das von der ISO zur Beschreibung übernommene Modell allgemeine Grundsätze Interaktion von Informationssystemen. EMVOS wird von allen anerkannt Internationale Organisationen als Grundlage für die Standardisierung von Informationsnetzwerkprotokollen.

In EMVOS wird ein Informationsnetzwerk als eine Reihe von Funktionen betrachtet, die in Gruppen, sogenannte Ebenen, unterteilt sind. Durch die Unterteilung in Ebenen können Sie Änderungen an den Mitteln zur Implementierung einer Ebene vornehmen, ohne die Mittel anderer Ebenen umzustrukturieren, was die Aufrüstung der Mittel im Zuge der technologischen Weiterentwicklung erheblich vereinfacht und die Kosten senkt.

EMVOS enthält sieben Stufen. Nachfolgend sind ihre Nummern, Namen und Funktionen aufgeführt.

7. Ebene – angewandt (Bewerbung): umfasst Tools zur Verwaltung von Bewerbungsprozessen; Diese Prozesse können kombiniert werden, um zugewiesene Aufgaben zu erledigen und Daten miteinander auszutauschen. Mit anderen Worten: Auf dieser Ebene werden die Daten bestimmt, die über das Netzwerk übertragen werden sollen, und in Blöcken zusammengefasst. Die Ebene umfasst beispielsweise Mittel zur Interaktion zwischen Anwendungsprogrammen wie den Empfang und die Speicherung von Paketen in Postfächern.

Level 6 – Repräsentativ (Präsentation): Funktionen der Datenpräsentation (Kodierung, Formatierung, Strukturierung) sind implementiert. Auf dieser Ebene werden beispielsweise die zur Übertragung zugewiesenen Daten vom EBCDIC-Code in ASCII usw. umgewandelt.

5. Ebene - Sitzung (Sitzung): Entwickelt, um den von Objekten (Stationen) des Netzwerks geführten Dialog zu organisieren und zu synchronisieren. Auf dieser Ebene werden die Art der Kommunikation (Duplex oder Halbduplex), der Beginn und das Ende von Aufgaben, die Reihenfolge und Art des Austauschs von Anfragen und Antworten der Interaktionspartner festgelegt.

Ebene 4 – Transport: Entwickelt, um End-to-End-Kanäle im Datennetzwerk zu verwalten; Diese Schicht sorgt für die Kommunikation zwischen Endpunkten (im Gegensatz zur nächsten Netzwerkschicht, die die Datenübertragung über zwischengeschaltete Netzwerkkomponenten bereitstellt). Zu den Funktionen der Transportschicht gehören das Multiplexen und Demultiplexen (Zusammensetzen und Zerlegen von Paketen), das Erkennen und Beseitigen von Fehlern bei der Datenübertragung sowie die Implementierung des bestellten Leistungsniveaus (z. B. der bestellten Übertragungsgeschwindigkeit und -zuverlässigkeit).

3. Ebene – Netzwerk (Netzwerk): Auf dieser Ebene werden Pakete nach den Regeln der Zwischennetzwerke gebildet, durch die das ursprüngliche Paket läuft, und Pakete werden weitergeleitet, d.h. Bestimmung und Implementierung von Routen, auf denen Pakete übertragen werden. Mit anderen Worten: Beim Routing kommt es auf die Bildung logischer Kanäle an. Ein logischer Kanal ist eine virtuelle Verbindung zwischen zwei oder mehr Netzwerkschichtobjekten, die den Datenaustausch zwischen diesen Objekten ermöglicht. Das Konzept eines logischen Kanals entspricht nicht unbedingt einer bestimmten physikalischen Verbindung von Datenleitungen zwischen verbundenen Punkten. Dieses Konzept wird eingeführt, um von der physischen Implementierung der Verbindung zu abstrahieren. Eine weitere wichtige Funktion der Netzwerkschicht nach dem Routing besteht darin, die Belastung des Netzwerks zu kontrollieren, um eine Überlastung zu verhindern, die sich negativ auf den Betrieb des Netzwerks auswirkt.

Ebene 2 – Kanal (Verbindung, Datenverbindungsebene): stellt Dienste für den Datenaustausch zwischen logischen Objekten der vorherigen Netzwerkschicht bereit und führt Funktionen im Zusammenhang mit der Bildung und Übertragung von Frames sowie der Erkennung und Korrektur von Fehlern aus, die auf der nächsten physischen Ebene auftreten. Ein Link-Layer-Paket wird Frame genannt, da ein Paket auf vorherigen Layern aus einem oder mehreren Frames bestehen kann.

Schicht 1 – Physisch: stellt mechanische, elektrische, funktionale und prozedurale Mittel zum Herstellen, Aufrechterhalten und Freigeben logischer Verbindungen zwischen logischen Einheiten der Verbindungsschicht bereit; implementiert die Funktionen der Übertragung von Datenbits über physische Medien. Auf der physikalischen Ebene werden Informationen in Form von elektrischen oder optischen Signalen dargestellt, Signalformtransformationen durchgeführt und die Parameterauswahl physikalischer Datenübertragungsmedien vorgenommen.

Im Einzelfall kann es erforderlich sein, nur einen Teil der genannten Funktionen zu implementieren, dann sind dementsprechend auch nur Teile der Ebenen im Netzwerk vorhanden. Daher sind in einfachen (nicht verzweigten) LANs keine Netzwerk- und Transportschichteinrichtungen erforderlich. Gleichzeitig empfiehlt es sich aufgrund der Komplexität der Link-Layer-Funktionen, diese im LAN in zwei Unterebenen zu unterteilen: die Kanalzugriffskontrolle (MAC – Medium Access Control) und die logische Linkkontrolle (LLC – Logical Link Control). Die LLC-Unterschicht umfasst im Gegensatz zur MAC-Unterschicht einige Funktionen der Datenverbindungsschicht, die nicht mit den Eigenschaften des Übertragungsmediums zusammenhängen.

Die Datenübertragung über verzweigte Netzwerke erfolgt durch Kapselung/Entkapselung von Datenteilen. Somit wird eine auf der Transportschicht ankommende Nachricht in Segmente unterteilt, die Header erhalten und an die Netzwerkschicht übertragen werden. Ein Segment wird üblicherweise als Transportschichtpaket bezeichnet. Die Netzwerkschicht organisiert die Datenübertragung über zwischengeschaltete Netzwerke. Hierzu kann das Segment in Teile (Pakete) aufgeteilt werden, wenn das Netzwerk die Übertragung ganzer Segmente nicht unterstützt. Das Paket wird mit einem eigenen Netzwerk-Header geliefert (d. h. es erfolgt eine Kapselung). Bei der Übertragung zwischen zwischengeschalteten LAN-Knoten müssen Pakete in Rahmen mit möglicher Paketaufteilung gekapselt werden. Der Empfänger entkapselt die Segmente und rekonstruiert die ursprüngliche Nachricht.

Vermittlung von Netzwerkprotokollinformationen

Die weltweite Praxis der Systemerstellung hat dazu geführt, dass Standards für das gesamte Spektrum der Fragen im Zusammenhang mit der Organisation von Netzwerksystemen entwickelt werden müssen. Im Jahr 1977 schlug das ISO-Komitee für Informatik und Informationsverarbeitung eine Beschreibung des OSI-Referenzmodells für die Verbindung offener Systeme vor, das als 7-Schichten-Modell bezeichnet wurde. Mittlerweile ist das Modell weit verbreitet und anerkannt, da es eine Grundlage sowohl für die Analyse bestehender als auch für die Definition neuer Systeme und Standards schafft.

Die dargestellten Ebenen sind ganz oder teilweise in jedem Computersystem vorhanden und interagieren streng hierarchisch, d. h. Jede Ebene bedient die darüber liegende Ebene und nutzt die Dienste der niedrigeren Ebene.

Dank der Standardisierung des 7-Ebenen-Modells können zwei beliebige Netzwerkgeräte, vorbehaltlich der Einhaltung des Standards, trotz Unterschieden in Design, Funktionalität und internen Schnittstellen interagieren. Eine solche Interaktion wird für verschiedene Computermodelle und -klassen möglich. Das IEEE LAN Standards Committee hat vorgeschlagen, die physische Umgebung als Level 0 zu betrachten.

Stufe 1 – Körperlich

Stellt eine Schnittstelle zwischen dem Gerät und dem Übertragungsmedium bereit. Auf der physikalischen Ebene wird eine Folge von Bits über Teilnehmerkanäle übertragen. Bei der Kanalsteuerung geht es darum, den Anfang und das Ende des Frames zu identifizieren, ein Signal zu erzeugen und zu empfangen und die Codesequenz zu analysieren. Zu den Standards der physikalischen Schicht gehören die X.21-Empfehlungen, die die elektrischen, mechanischen, funktionalen und verfahrenstechnischen Eigenschaften definieren, die für die physische Verbindung von Kommunikationskanälen erforderlich sind.

Ebene 2 – Kanal

Formulare aus den von Level 1 übermittelten Daten, den sogenannten. Frames und deren Sequenzen, kontrolliert den Zugriff auf das Übertragungsmedium, erkennt und korrigiert Fehler. Die physikalische Schicht und die Verbindungsschicht bestimmen die Eigenschaften der Kanäle und die Methode zur Übertragung von Frames. Level-2-Protokolle entsprechen den X.25-ICST-Empfehlungen und legen im Allgemeinen das Verfahren zur Kanalverwaltung fest: Vollduplex, Halbduplex, Simplex.

Ebene 3 – Netzwerk

Implementiert Routing-Funktionen, sodass Layer-Frames, sogenannte Pakete, über mehrere Kanäle in einem oder mehreren Netzwerken übertragen werden können. Dies erfordert normalerweise die Angabe einer Netzwerkadresse im Paket. Die Hauptaufgabe des Netzwerkprotokolls besteht darin, in jedem physischen Kanal eine Reihe logischer Kanäle (bis zu 4096) einzurichten und so die Effizienz der Nutzung des physischen Kanals zu erhöhen. Auch die Netzwerkschicht kann mit Fehlern umgehen. Der Übertragungsprotokollstandard enthält Empfehlungen X.25/3 ICST.

Ebene 4 – Transport

Es richtet sich an Benutzer und Anbieter von Transportdiensten in offenen Kommunikationssystemen. Das Protokoll befreit den Benutzer vom Erlernen aller Funktionen des Switchings, Routings und der Informationsauswahl, weil bietet End-to-End-Management Bewegung von Paketen zwischen diesen Prozessen. Eine wichtige Rolle auf der Transportebene spielt der Fenstermechanismus, der dem Sender das Recht gibt, mehrere (bis zu 8) Datenblöcke ohne Bestätigung an den Empfänger zu übertragen. Am Ende der Übertragung bestätigt der Empfänger den Erhalt der Datenblöcke oder meldet Fehler darin. Das Verfahren zur Ausführung dieser Funktion wird als Fenstermechanismus bezeichnet. Transportprotokollstandard ECMA-72. Enthält Prozeduren von 5 Klassen.

Level 5 – Sitzung

Bietet den Austausch von Datenblöcken zwischen Objekten auf Anwendungsebene. Zu diesem Zweck führt das Protokoll durch große Nummer Funktionen: 10 für die Organisation der Übertragung und 3 für die Synchronisierung von Interaktionsabläufen. Der ECMA-75-Standard definiert 4 Serviceklassen: A–D.

Ebene 6 – Führungskraft

Führt Dateninterpretation durch. Analysiert werden die Darstellung von Zeichen, das Seitenformat und die grafische Codierung.

Bei der Steuerung des Terminalbildschirms sind auch weitere Funktionen implementiert:

Reinigen des Bildschirms, Markieren der wichtigsten Felder auf dem Bildschirm durch Flimmern usw.

Die European Computer Manufacturers Association hat vier miteinander verbundene Standards ECMA-86 (Grundprinzipien für die 6. Ebene der Austauschprotokolle) entwickelt. Ein ECMA-84-Standard (Generalized Virtual Terminal Protocol). Und ein ECAM-88-Standard (Virtual Terminal Base Class Protocol).

Stufe 7 – Angewandt

Implementiert alle Funktionen, die keiner niedrigeren Ebene zugeordnet werden können. Auf dieser Ebene berücksichtigt ISO die folgenden Protokolle:

FTAM – Dateiübertragung und -verwaltung

JTM – Auftragsübertragung und -bearbeitung

VTSP – virtueller Terminaldienst

FTAM basiert auf dem Prinzip der virtuellen Dateispeicherung, die eine standardisierte, rechnerunabhängige Möglichkeit zur Beschreibung der Struktur von Dateien und ihrer Eigenschaften bietet.

JTM basiert auf der Ferneingabe und -ausgabe von Informationen mithilfe externer Geräte verschiedener Computer.

VTSP soll die Interaktion zwischen Benutzern an den Terminals und Anwendungsprozessen auf verschiedenen Computern sicherstellen.

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Allgemeine Bestimmungen

In den frühen 1980er Jahren erkannte die ISO die Notwendigkeit, ein Netzwerkmodell zu schaffen, auf dessen Grundlage Telekommunikationsausrüstungslieferanten interoperable Netzwerke aufbauen konnten. 1984 wurde ein solcher Standard unter dem Namen „Referenzmodell für die Verbindung offener Systeme" (Open System Interconnect - OSI) oder OSI/ISO.

Das OSI-Referenzmodell ist zum wichtigsten Modell geworden Architekturmodell für Nachrichtenübertragungssysteme. Bei der Betrachtung spezifischer Telwird deren Architektur mit dem OSI/ISO-Modell verglichen. Dieses Modell ist der beste Weg zum Lernen Moderne Technologie Kommunikation.

Das OSI-Referenzmodell unterteilt das Problem der Informationsübertragung zwischen Teilnehmern in Sieben kleinere und damit leichter lösbare Probleme. Die Festlegung der einzelnen Aufgaben erfolgte nach dem Prinzip der relativen Autonomie. Offensichtlich ist das autonome Problem einfacher zu lösen.

Jeder der sieben Bereiche des Informationsübertragungsproblems ist einer der Ebenen des Referenzmodells zugeordnet. Die beiden meisten niedrigeres Level OSI-Referenzmodell implementiertHard-und SoftwareDie restlichen fünf höchsten Stufen werden in der Regel umgesetzt Software Bestimmung. Das OSI-Referenzmodell beschreibt, wie Informationen über ein Übertragungsmedium (z. B. Metalldrähte) von einem Quellanwendungsprozess (z. B. Sprache) zu einem Zielprozess gelangen.

Nehmen wir als Beispiel für die OSI-Kommunikation an, dass System A in Abb. 2.1 hat Informationen, die an System B gesendet werden sollen. Der Anwendungsprozess von System A kommuniziert mit System A Schicht 7 ( Höchststufe), das mit Ebene 6 von System A kommuniziert, die wiederum mit Ebene 5 von System A kommuniziert, und so weiter bis Ebene 1 von System A. Die Aufgabe von Ebene 1 besteht darin, Informationen in das Physische zu geben (und aufzunehmen). Umfeld. Nachdem Informationen die physische Umgebung durchlaufen und von System B empfangen wurden, durchlaufen sie die Schichten von System B in umgekehrter Reihenfolge (zuerst Schicht 1, dann Schicht 2 usw.), bis sie schließlich den Anwendungsprozess von System B erreichen.

Jede Ebene kommuniziert mit höheren und niedrigeren Ebenen des Systems. Um die einer Schicht inhärenten Aufgaben erfüllen zu können, ist jedoch eine Kommunikation mit der entsprechenden Schicht eines anderen Systems notwendig, d. h. Hauptaufgabe Ebene 1 von System A ist eine Verbindung zu Ebene 1 von System B; Ebene 2 von System A kommuniziert mit Ebene 2 von System B usw.

Das OSI-Schichtenmodell schließt eine direkte Kommunikation zwischen den entsprechenden Schichten aus verschiedene Systeme. Folglich nutzt jede Ebene von System A die ihr von benachbarten Ebenen bereitgestellten Dienste, um mit ihrer entsprechenden Ebene von System B zu kommunizieren. Die untere Ebene wird aufgerufenQuelle der Dienstleistungen, und der Überlegene - Dienstbenutzer. Das Zusammenspiel der Ebenen erfolgt im sogenanntenPunkt der Leistungserbringung. Die Beziehungen zwischen benachbarten Ebenen eines separaten Systems sind in Abb. dargestellt. 2.2.

Reis. 2.2. Interaktion zwischen Ebenen eines separaten Systems

Der Austausch von Kontrollinformationen zwischen den entsprechenden Ebenen verschiedener Systeme erfolgt in Form eines Austauschs spezieller „ Schlagzeilen ", der Nutzlast hinzugefügt. Typischerweise steht der Header vor den eigentlichen Anwendungsinformationen. Jede darunter liegende Schicht des übertragenden Systems fügt dem von der oberen Schicht empfangenen Informationsblock einen eigenen Header mit den notwendigen Steuerinformationen für die entsprechende Schicht des anderen Systems hinzu (Abb. 2.3).

Reis. 2.3. Bildung von Informationsblöcken

Das empfangende System analysiert diese Steuerinformationen und entfernt den entsprechenden Header, bevor es den Informationsblock an die höhere Ebene überträgt. Somit nimmt die Größe des Informationsblocks bei der Bewegung von oben nach unten durch die Ebenen im Sendesystem zu und bei der Bewegung von unten nach oben durch die Ebenen im Empfangssystem ab.

Das OSI-Referenzmodell ist keine Netzwerkimplementierung. Es definiert lediglich die Protokollfunktionen jeder Schicht.

2.2. Beschreibung der Schichten des OSI-Referenzmodells

Jede Schicht verfügt über einen vordefinierten Satz von Funktionen, die sie zur Durchführung der Kommunikation ausführen muss.

Anwendungsschicht(Schicht 7) ist die OSI-Schicht, die dem Benutzer am nächsten liegt. Sie unterscheidet sich von anderen Schichten dadurch, dass sie keiner der anderen OSI-Schichten Dienste bereitstellt. Es stellt Dienste für Anwendungsprozesse bereit, die außerhalb des Geltungsbereichs des OSI-Modells liegen. Beispiele für solche Anwendungsverfahren sind Sprachübertragungsverfahren, Datenbanken, Textverarbeitungsprogramme usw.

Die Anwendungsschicht identifiziert und stellt die Anwesenheit vorgesehener Kommunikationspartner fest, synchronisiert kooperierende Anwendungsprozesse und erstellt und vereinbart Verfahren zur Fehlerbehebung und zum Informationsintegritätsmanagement. Die Anwendungsschicht ermittelt außerdem, ob für die beabsichtigte Kommunikation ausreichend Ressourcen zur Verfügung stehen. Auf dieser Ebene werden Informationen in Form von Dateien, Tabellen, Datenbanken usw. präsentiert

Repräsentative Ebene(Schicht 6) ist dafür verantwortlich, dass die von der Anwendungsschicht eines Systems gesendeten Informationen von der Anwendungsschicht eines anderen Systems gelesen werden können. Bei Bedarf übersetzt die repräsentative Schicht zwischen mehreren Informationsdarstellungsformaten unter Verwendung eines gemeinsamen Informationsdarstellungsformats.

Die Darstellungsschicht befasst sich nicht nur mit dem Format und der Darstellung der tatsächlichen Benutzerdaten, sondern auch mit den Datenstrukturen, die Programme verwenden. Daher handelt die repräsentative Schicht zusätzlich zur Transformation des eigentlichen Datenformats (falls erforderlich) die Datenübertragungssyntax für die Anwendungsschicht aus und führt bei Bedarf die Datenverschlüsselung und -entschlüsselung durch.

Sitzungsschicht(Schicht 5) richtet Sitzungen zwischen Anwendungen ein, verwaltet und beendet sie. Sitzungen bestehen aus einer Konversation zwischen zwei oder mehr Ansichtsobjekten. Die Sitzungsschicht synchronisiert den Dialog zwischen Objekten der repräsentativen Schicht und verwaltet den Informationsaustausch zwischen ihnen.

Darüber hinaus bietet die Sitzungsschicht die Möglichkeit, Informationen, Serviceklassen und Ausnahmebenachrichtigungen zu Problemen auf der Sitzungs-, Präsentations- und Anwendungsebene zu senden. Daten auf Sitzungsebene werden in Blöcken einer bestimmten Länge dargestellt.

Transportschicht(Level 4). Die Grenze zwischen der Sitzungs- und der Transportschicht kann dargestellt werden als: Grenze zwischen Protokollen höherer (Anwendungs-)Ebenen und Protokollen niedrigerer Ebenen. Während sich die Anwendungs-, Präsentations- und Sitzungsschichten mit Anwendungsproblemen befassen, befassen sich die vier unteren Schichten mit Datentransportproblemen.

Die Transportschicht stellt Datentransportdienste bereit, wodurch höhere Schichten von der Notwendigkeit befreit werden, sich mit ihren Details zu befassen. Die Funktion der Transportschicht besteht darin, Daten zuverlässig über das Netzwerk zu transportieren. Bei der Bereitstellung zuverlässiger Dienste stellt die Transportschicht Mechanismen zum Einrichten, Aufrechterhalten und ordnungsgemäßen Beenden von Kanälen, Systeme zur Erkennung und Wiederherstellung von Transportfehlern sowie zur Steuerung des Informationsflusses bereit (um zu verhindern, dass ein System mit Daten von einem anderen System überflutet wird). Auf dieser Ebene werden Informationen in Form von Nachrichten dargestellt, die zwischen Prozessen ausgetauscht werden.

Netzwerkschicht (Schicht 3) ist eine komplexe Schicht, die Konnektivität und Routenauswahl zwischen zwei Endsystemen bereitstellt.

Da zwei Endsysteme, die kommunizieren möchten, möglicherweise durch eine erhebliche geografische Entfernung und mehrere Subnetze voneinander getrennt sind, ist die Netzwerkschicht die Routing-Domäne. Routing-Protokolle wählen optimale Routen durch eine Folge miteinander verbundener Subnetze aus. Herkömmliche Protokolle der Netzwerkschicht übertragen Informationen auf diesen Routen. Auf der Netzwerkebene werden Informationen in Paketen dargestellt, die Adressinformationen zum Herstellen der Verbindung enthalten.

Datenübertragungsebene(Schicht 2) (offiziell als Datenverbindungsschicht bezeichnet) gewährleistet die zuverlässige Übertragung von Daten über einen physischen Kanal. Bei der Ausführung dieser Aufgabe befasst sich die Datenverbindungsschicht mit Fragen der physischen Adressierung (im Gegensatz zur Netzwerk- oder logischen Adressierung), der Netzwerktopologie, der Leitungsdisziplin (wie das Endsystem die Netzwerkverbindung verwenden soll), der Fehlerbenachrichtigung und der Reihenfolge von Datenblöcken. und Informationsflusskontrolle. Auf der Datenverbindungsschicht werden Informationen in Bitblöcken dargestellt, die als Frames oder Datenpakete bezeichnet werden. Paketgrenzen werden durch Flag-Sequenzen von Bits markiert, die nicht im Datenbereich vorkommen. Paketende-Flag 01111110 für die Prozedur HDLC in Abbildung 2.1 als schattierter Bereich dargestellt.

Physikalische Schicht(Stufe 1) definiert die elektrischen, mechanischen, verfahrenstechnischen und funktionalen Merkmale der Einrichtung, Aufrechterhaltung und Freigabe eines physischen Kanals zwischen Endsystemen. Spezifikationen der physikalischen Schicht definieren Eigenschaften wie Spannungswerte, Synchronisationsparameter, physikalische Informationsübertragungsraten, maximale Informationsübertragungsentfernungen, physikalische Anschlüsse und andere ähnliche Eigenschaften.

Die physische Umgebung in verschiedenen Telekommunikationssystemen kann vielfältig sein, vom einfachsten Kabelpaar bis hin zu Komplexes SystemÜbertragung synchroner digitaler Hierarchien. Auf dieser Ebene werden Informationen in Form von elektrischen Stromsignalen dargestellt, elektromagnetisches Feld oder Lichtenergie.

L_02. Fragen zum Selbsttest.

1 Beschreiben Sie die Form der Datendarstellung auf den Ebenen des Referenzmodells.

2 Beschreiben Sie die Funktionen der einzelnen Ebenen.

OSI-Netzwerkmodell(Englisch) offen Systeme Zusammenschaltung Basic Referenz Modell- das grundlegende Referenzmodell für die Interaktion offener Systeme) - das Netzwerkmodell des OSI/ISO-Netzwerkprotokollstapels.

Aufgrund der langwierigen Entwicklung der OSI-Protokolle ist der derzeit hauptsächlich verwendete Protokollstapel TCP/IP, der vor der Einführung des OSI-Modells und ohne Verbindung dazu entwickelt wurde.

OSI-Modell
Datentyp	Schicht	Funktionen
	7. Bewerbung	Zugriff auf Netzwerkdienste
	6. Präsentation	Datendarstellung und Verschlüsselung
	5. Sitzung	Sitzungsverwaltung
Segmente/Datagramme	4. Transport	Direkte Kommunikation zwischen Endpunkten und Zuverlässigkeit
	3. Netzwerk	Routenermittlung und logische Adressierung
	2. Kanal (Datenverbindung)	Physische Adressierung
	1. Körperlich	Arbeiten mit Übertragungsmedien, Signalen und Binärdaten

osi-Modellebenen

In der Literatur ist es am häufigsten üblich, mit der Beschreibung der Schichten des OSI-Modells ab Schicht 7, der sogenannten Anwendungsschicht, zu beginnen, auf der Benutzeranwendungen auf das Netzwerk zugreifen. Das OSI-Modell endet mit der 1. Schicht – physikalisch, die die von unabhängigen Herstellern geforderten Standards für Datenübertragungsmedien definiert:

Art des Übertragungsmediums (Kupferkabel, Glasfaser, Funkluft usw.),

Art der Signalmodulation,

Signalpegel logischer diskreter Zustände (Null und Eins).

Jedes Protokoll des OSI-Modells muss entweder mit Protokollen auf seiner Ebene oder mit Protokollen interagieren, die eine Einheit höher und/oder niedriger als seine Ebene sind. Interaktionen mit Protokollen einer Ebene werden als horizontal bezeichnet, und mit Protokollen einer höheren oder niedrigeren Ebene als vertikal. Jedes Protokoll des OSI-Modells kann nur die Funktionen seiner Schicht ausführen und kann keine Funktionen einer anderen Schicht ausführen, was in den Protokollen alternativer Modelle nicht ausgeführt wird.

Jede Ebene entspricht mit einem gewissen Maß an Konvention einem eigenen Operanden – einem logisch unteilbaren Datenelement, das im Rahmen des Modells und der verwendeten Protokolle auf einer separaten Ebene betrieben werden kann: auf der physischen Ebene kleinste Einheit- Bit, auf der Datenverbindungsebene werden Informationen zu Frames, auf Netzwerkebene - zu Paketen (Datagrammen), auf der Transportebene - zu Segmenten zusammengefasst. Jedes zur Übertragung logisch verknüpfte Datenelement – ​​Frame, Paket, Datagramm – wird als Nachricht betrachtet. Im Allgemeinen sind Nachrichten die Operanden der Sitzungs-, Vertreter- und Anwendungsebene.

Zu den grundlegenden Netzwerktechnologien gehören die physikalische Schicht und die Datenverbindungsschicht.

Anwendungsschicht

Anwendungsschicht (Anwendungsschicht) - oben Modellebene, Sicherstellung der Interaktion von Benutzeranwendungen mit dem Netzwerk:

Ermöglicht Anwendungen die Nutzung von Netzwerkdiensten:

• Fernzugriff auf Dateien und Datenbanken,

  Sendung Email;

ist für die Übermittlung von Serviceinformationen verantwortlich;

stellt Anwendungen Fehlerinformationen zur Verfügung;

generiert Abfragen an die Präsentationsschicht.

Protokolle auf Anwendungsebene: RDP HTTP (HyperText Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), POP3 (Post Office Protocol Version 3), FTP (File Transfer Protocol), XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET und andere.

Führungsebene

Führungsebene (Präsentationsebene; Englisch) Präsentation Schicht) bietet Protokollkonvertierung und Datenverschlüsselung/-entschlüsselung. Von der Anwendungsschicht empfangene Anwendungsanforderungen werden in der Präsentationsschicht in ein Format zur Übertragung über das Netzwerk umgewandelt, und vom Netzwerk empfangene Daten werden in ein Anwendungsformat umgewandelt. Diese Schicht kann eine Komprimierung/Dekomprimierung oder Kodierung/Dekodierung von Daten durchführen sowie Anfragen an eine andere Netzwerkressource umleiten, wenn sie nicht lokal verarbeitet werden können.

Die Präsentationsschicht ist normalerweise ein Zwischenprotokoll zur Transformation von Informationen aus benachbarten Schichten. Dies ermöglicht eine für die Anwendungen transparente Kommunikation zwischen Anwendungen auf unterschiedlichen Computersystemen. Die Präsentationsschicht bietet Codeformatierung und -transformation. Mithilfe der Codeformatierung wird sichergestellt, dass die Anwendung für sie sinnvolle Informationen zur Verarbeitung erhält. Bei Bedarf kann diese Schicht eine Übersetzung von einem Datenformat in ein anderes durchführen.

Die Präsentationsschicht befasst sich nicht nur mit den Formaten und der Darstellung von Daten, sondern auch mit den Datenstrukturen, die von Programmen verwendet werden. Somit sorgt Schicht 6 für die Organisation der Daten beim Senden.

Um zu verstehen, wie das funktioniert, stellen wir uns vor, dass es zwei Systeme gibt. Einer verwendet den erweiterten binären Informationsaustauschcode EBCDIC zur Darstellung von Daten, dies könnte beispielsweise der IBM-Großrechner sein, und der andere verwendet den amerikanischen Standard-Informationsaustauschcode ASCII (der von den meisten anderen Computerherstellern verwendet wird). Wenn diese beiden Systeme Informationen austauschen müssen, ist eine Präsentationsschicht erforderlich, die die Konvertierung und Übersetzung zwischen den beiden verschiedenen Formaten durchführt.

Eine weitere auf der Präsentationsebene ausgeführte Funktion ist die Datenverschlüsselung, die in Fällen eingesetzt wird, in denen es erforderlich ist, übertragene Informationen vor dem Empfang durch unbefugte Empfänger zu schützen. Um diese Aufgabe zu erfüllen, müssen Prozesse und Code in der Präsentationsschicht eine Datentransformation durchführen.

Präsentationsschichtstandards definieren auch, wie grafische Bilder dargestellt werden. Für diese Zwecke kann das PICT-Format verwendet werden – ein Bildformat, das zum Übertragen von QuickDraw-Grafiken zwischen Programmen verwendet wird. Ein weiteres Darstellungsformat ist das getaggte TIFF-Bilddateiformat, das typischerweise für hochauflösende Rasterbilder verwendet wird. Der nächste Präsentationsschichtstandard, der für Grafiken verwendet werden kann, ist der JPEG-Standard.

Es gibt eine weitere Gruppe von Standards auf Präsentationsebene, die die Präsentation von Audio- und Filmfragmenten definieren. Dazu gehört das Electronic Musical Instrument Interface (MIDI) zur digitalen Darstellung von Musik, das von der Motion Picture Experts Group als MPEG-Standard entwickelt wurde.

Protokolle der Präsentationsschicht: AFP – Apple Filing Protocol, ICA – Independent Computing Architecture, LPP – Lightweight Presentation Protocol, NCP – NetWare Core Protocol, NDR – Network Data Representation, XDR – eXternal Data Representation, X.25 PAD – Packet Assembler/Disassembler Protocol .

Sitzungsschicht

Sitzungsebene Sitzung Schicht)-Modell stellt die Aufrechterhaltung einer Kommunikationssitzung sicher und ermöglicht es Anwendungen, miteinander zu interagieren lange Zeit. Die Ebene verwaltet die Erstellung/Beendigung von Sitzungen, den Informationsaustausch, die Aufgabensynchronisierung, die Bestimmung der Datenübertragungsberechtigung und die Sitzungswartung während Zeiträumen der Anwendungsinaktivität.

Protokolle der Sitzungsschicht: ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Password Authentication Protocol), PPTP, RPC, RTCP , SMPP, SCP (Session Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol).

Transportschicht

Transportschicht Transport Schicht)-Modell soll eine zuverlässige Datenübertragung vom Absender zum Empfänger gewährleisten. Der Grad der Zuverlässigkeit kann jedoch stark variieren. Es gibt viele Klassen von Transportschichtprotokollen, angefangen bei Protokollen, die nur die Grundfunktionen bereitstellen Transportfunktionen(z. B. unbestätigte Datenübertragungsfunktionen) bis hin zu Protokollen, die sicherstellen, dass mehrere Datenpakete in der richtigen Reihenfolge an ein Ziel geliefert werden, mehrere Datenströme multiplexen, einen Flusskontrollmechanismus bereitstellen und die Zuverlässigkeit der empfangenen Daten sicherstellen. UDP beschränkt sich beispielsweise auf die Überwachung der Integrität von Daten innerhalb eines Datagramms und schließt nicht die Möglichkeit aus, dass ein ganzes Paket verloren geht oder Pakete dupliziert werden, wodurch die Reihenfolge, in der Datenpakete empfangen werden, gestört wird; TCP gewährleistet eine zuverlässige kontinuierliche Datenübertragung, die Datenverluste ausschließt oder eine Störung der Reihenfolge ihres Eintreffens oder ihrer Vervielfältigung können Daten neu verteilen, indem sie große Datenmengen in Fragmente aufteilen und umgekehrt Fragmente zu einem Paket zusammenführen.

Transportschichtprotokolle: ATP, CUDP, DCCP, FCP, IL, NBF, NCP, RTP, SCTP, SPX, SST, TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Netzwerkschicht

Netzwerkschicht Netzwerk Schicht)-Modell soll den Weg der Datenübertragung bestimmen. Verantwortlich für die Übersetzung logischer Adressen und Namen in physische Adressen, die Bestimmung der kürzesten Routen, Switching und Routing sowie die Überwachung von Problemen und Überlastungen im Netzwerk.

Protokolle der Netzwerkschicht leiten Daten von der Quelle zum Ziel. Geräte (Router), die auf dieser Ebene arbeiten, werden üblicherweise als Geräte der dritten Ebene bezeichnet (basierend auf der Ebenennummer im OSI-Modell).

Protokolle der Netzwerkschicht: IP/IPv4/IPv6 (Internetprotokoll), IPX, X.25, CLNP (verbindungsloses Netzwerkprotokoll), IPsec (Internet Protocol Security). Routing-Protokolle – RIP, OSPF.

Datenübertragungsebene

Datenübertragungsebene Daten Verknüpfung Schicht) soll die Interaktion von Netzwerken auf physischer Ebene und die Kontrolle über möglicherweise auftretende Fehler sicherstellen. Es packt die von der physikalischen Schicht empfangenen Daten, dargestellt in Bits, in Frames, prüft sie auf Integrität und korrigiert gegebenenfalls Fehler (bildet eine wiederholte Anfrage für einen beschädigten Frame) und sendet sie an die Netzwerkschicht. Die Datenverbindungsschicht kann mit einer oder mehreren physischen Schichten kommunizieren und diese Interaktion überwachen und verwalten.

Die IEEE 802-Spezifikation unterteilt diese Schicht in zwei Unterschichten: MAC. Medien Zugang Kontrolle) regelt den Zugriff auf ein gemeinsam genutztes physisches Medium, LLC (eng. logische Linksteuerung) stellt Netzwerkschichtdienste bereit.

Auf dieser Ebene arbeiten Schalter, Brücken und andere Geräte. Diese Geräte verwenden Layer-2-Adressierung (nach Layer-Nummer im OSI-Modell).

Verbindungsschichtprotokolle – ARCnet, ATMEthernet, Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), IEEE 802.2, IEEE 802.11Wireless LAN, LocalTalk (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE). ),StarLan,Token Ring,Unidirektionale Verbindungserkennung (UDLD),x.25.

Physikalische Schicht

Körperliche Ebene körperlich Schicht) – die unterste Ebene des Modells, die die Methode zur Übertragung von Daten in binärer Form von einem Gerät (Computer) auf ein anderes bestimmt. Sie übertragen elektrische oder optische Signale in eine Kabel- oder Rundfunkübertragung und empfangen sie entsprechend und wandeln sie gemäß digitalen Signalkodierungsverfahren in Datenbits um.

Auf dieser Ebene arbeiten auch Hubs, Signal-Repeater und Medienkonverter.

Die Funktionen der physikalischen Schicht werden auf allen mit dem Netzwerk verbundenen Geräten implementiert. Auf der Computerseite werden die Funktionen der physikalischen Schicht vom Netzwerkadapter oder der seriellen Schnittstelle ausgeführt. Die physikalische Schicht bezieht sich auf die physikalischen, elektrischen und mechanischen Schnittstellen zwischen zwei Systemen. Die physikalische Schicht definiert solche Arten von Datenübertragungsmedien wie Glasfaser, Twisted-Pair, Koaxialkabel, Satellitendatenverbindung usw. Standardtypen von Netzwerkschnittstellen im Zusammenhang mit der physikalischen Schicht sind: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11-, RJ-45-, AUI- und BNC-Anschlüsse.

Protokolle der physikalischen Schicht: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIARS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSMUm-Funkschnittstelle ,ITU und ITU-T,TransferJet,ARINC 818,G.hn/G.9960.

TCP/IP-Familie

Die TCP/IP-Familie verfügt über drei Transportprotokolle: TCP, das vollständig OSI entspricht und eine Überprüfung des Datenempfangs ermöglicht; UDP, das der Transportschicht nur durch das Vorhandensein eines Ports entspricht und den Austausch von Datagrammen zwischen Anwendungen sicherstellt, dies jedoch tut keine Gewähr für den Empfang der Daten; und SCTP, das einige der Mängel von TCP überwinden soll und einige Innovationen hinzufügt. (Es gibt etwa zweihundert weitere Protokolle in der TCP/IP-Familie, von denen das bekannteste das ICMP-Dienstprotokoll ist, das für interne Betriebsanforderungen verwendet wird; die übrigen sind ebenfalls keine Transportprotokolle).

IPX/SPX-Familie

In der IPX/SPX-Familie erscheinen Ports (Sockets oder Sockets genannt) im IPX-Netzwerkschichtprotokoll, die den Austausch von Datagrammen zwischen Anwendungen ermöglichen (das Betriebssystem reserviert einige der Sockets für sich). Das SPX-Protokoll wiederum ergänzt IPX mit allen anderen Transportschichtfunktionen in voller Übereinstimmung mit OSI.

Als Hostadresse verwendet IPX eine Kennung, die aus einer vier Byte langen Netzwerknummer (von Routern zugewiesen) und der MAC-Adresse des Netzwerkadapters gebildet wird.

TCP/IP-Modell (5 Schichten)

Anwendungsschicht (5) Oder die Anwendungsschicht stellt Dienste bereit, die die Anwendungen des Benutzers direkt unterstützen, beispielsweise Dateiübertragungssoftware, Datenbankzugriff, E-Mail und Serverprotokollierungsdienste. Diese Ebene steuert alle anderen Ebenen. Wenn ein Benutzer beispielsweise mit Excel-Tabellen arbeitet und beschließt, eine Arbeitsdatei in seinem eigenen Verzeichnis auf einem Netzwerkdateiserver zu speichern, sorgt die Anwendungsschicht dafür, dass die Datei für den Benutzer transparent vom Arbeitscomputer auf das Netzwerklaufwerk verschoben wird .

Transportschicht (4) (Transportschicht) gewährleistet die Zustellung von Paketen ohne Fehler und Verluste sowie in der erforderlichen Reihenfolge. Dabei werden die übertragenen Daten in Blöcke aufgeteilt, in Paketen abgelegt und aus den Paketen werden die empfangenen Daten wiederhergestellt. Die Paketzustellung ist sowohl mit Verbindungsaufbau (virtueller Kanal) als auch ohne möglich. Die Transportschicht ist die Grenzschicht und die Brücke zwischen den oberen drei Schichten, die stark anwendungsspezifisch sind, und den unteren drei Schichten, die stark netzwerkspezifisch sind.

Netzwerkschicht (3) (Netzwerkschicht) ist für die Adressierung von Paketen und die Übersetzung logischer Namen (logische Adressen wie IP-Adressen oder IPX-Adressen) in physische Netzwerk-MAC-Adressen (und umgekehrt) verantwortlich. Auf der gleichen Ebene wird das Problem der Wahl einer Route (Pfad) gelöst, auf der das Paket an sein Ziel geliefert wird (wenn es mehrere Routen im Netzwerk gibt). Auf Netzwerkebene arbeiten komplexe zwischengeschaltete Netzwerkgeräte wie Router.

Kanal(2)-Schicht oder Übertragungsleitungs-Steuerschicht (Datenverbindungsschicht) ist für die Generierung von Paketen (Frames) eines Standardtyps für ein bestimmtes Netzwerk (Ethernet, Token-Ring, FDDI) verantwortlich, einschließlich anfänglicher und endgültiger Kontrollfelder. Dabei wird der Netzwerkzugriff kontrolliert, Übertragungsfehler durch die Berechnung von Prüfsummen erkannt und fehlerhafte Pakete erneut an den Empfänger gesendet. Die Datenverbindungsschicht ist in zwei Unterschichten unterteilt: die obere LLC und die untere MAC. Zwischennetzwerkgeräte wie Switches arbeiten auf der Datenverbindungsebene.

Physikalische (1) Schicht (Physical Layer)– Dies ist die unterste Ebene des Modells, die für die Kodierung der übertragenen Informationen in Signalpegel, die im verwendeten Übertragungsmedium akzeptiert werden, und die umgekehrte Dekodierung verantwortlich ist. Es definiert auch die Anforderungen an Steckverbinder, Steckverbinder, elektrische Anpassung, Erdung, Störschutz usw. Auf der physikalischen Ebene arbeiten Netzwerkgeräte wie Transceiver, Repeater und Repeater-Hubs.