Представительный уровень

Представительный уровень позволяет двум стекам протоколов «договориться» о синтаксисе (представлении) передаваемых друг другу данных. Поскольку гарантий одинакового представления информации нет, то этот уровень при необходимости переводит данные из одного вида в другой.

Обеспечивает возможность понимания уровнем приложений одного компьютера информации, посланной уровнем приложений другого. Задачей данного уровня является трансляция из одного формата данных в другие, сжатие данных и их шифровка (при необходимости). Этот уровень включает функции DOS и сетевой ОС.

Прикладной уровень

Прикладной уровень - высший в модели ISO/OSI. На этом уровне выполняются конкретные приложения, которые пользуются услугами представительного уровня (и косвенно - всех остальных). Это может быть обмен электронной почтой, пересылка файлов или любое другое сетевое приложение.

Терминология

Сильно упрощая, можно сказать, что Интернет в основном состоит из устройств семи видов. Большинство из них работает на физическом, канальном и сетевом уровнях модели ISO/OSI.

Повторители

Повторители (repeaters) работают на физическом уровне модели ISO/OSI и обычно применяются в локальных сетях (local area network, LAN) для увеличения длины сегментов. Они просто воспроизводят принятый сигнал, усиливая его мощность. Также повторители используются для увеличения длины сегмента в сетях топологии “шина”.

Повторители прозрачны; другими словами, остальные устройства (компьютеры, маршрутизаторы и т. д.) не способны обнаружить их присутствие. Повторитель может переводить данные из одной физической среды в другую, например из Ethernet в FDDI[13] (Fiber Distributed Interface), причем оба сегмента, соединенные повторителем, должны применять одинаковые реализации уровня LLC - например, TokenRing, но не их сочетание. Это происходит потому, что повторители не умеют пользоваться услугами канального уровня.

Мосты

Мосты (bridges) работают на канальном уровне, который, как указывалось выше, включает подуровень MAC. Каждый узел сети имеет плату сетевого интерфейса (например, Ethernet или TokenRing), имеют уникальный МАС-адрес. Мосты выделяют МАС-адреса из принимаемых кадров[14] данных и избирательно пересылают эти кадры в соответствующие порты[15].

Мост игнорирует кадры, передаваемые между узлами, расположенными по одну сторону от него.

Мост может иметь несколько портов для соединения более двух сегментов LAN. Пересылая пакеты, он составляет таблицу, в которой каждому МАС-адресу соответствует порт или сегмент сети. Кроме того, одна из функций моста - выделять из кадров указания по их маршрутизации.

Важное преимущество мостов - сокращение трафика[16] в сегментах сети за счет локализации коллизий на меньших ее участках. Это увеличивает время передачи полезных данных и снижает количество коллизий в одном сегменте.

Мост способен работать как накопительно-передающее устройство - принимать кадр целиком перед отправкой его в нужный порт. Попутно выясняется целостность кадров при помощи, содержащейся в них циклической контрольной суммы (cyclical redundancy check, CRC). Поврежденные кадры не пересылаются. Это снижает нагрузку на сеть, поскольку плохой кадр проходит только один сегмент сети и не попадает в другие.

Мосты бывают двух типов: локальный (local bridge) соединяет два локальных сегмента LAN; удаленный (remote bridge) - два сегмента LAN через глобальную сеть (wide area network, WAN). Мост работает аналогично маршрутизатору, разница только в том, что мост устанавливает соединение на канальном уровне, а маршрутизатор - на сетевом.

Мосты могут переводить данные между разными уровнями MAC. Например, из одного порта принять кадр Ethernet, а в другой порт отослать кадр TokenRing.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы (routers) работают на сетевом уровне. В отличие от мостов, пересылающих пакеты на основе таблиц физических адресов (например, адресов Ethernet), маршрутизаторы пересылают пакеты, используя таблицы логических адресов (например, IP-адресов). Маршрутизатор – сложный компонент сети, и крупные компании, продавая их, получают приличные прибыли. В некоторых изданиях можно встретить термин многопротокольный маршрутизатор (multiprotocol router), который означает, что маршрутизатор понимает несколько протоколов сетевого уровня, например TCP и IPX (Internetwork Packet Exchange).

Коммутаторы

В толковании термина коммутатор (switch) есть некоторые разногласия. Согласно классическому определению, на канальном уровне коммутатор работает почти как мост. Суть отличия моста от коммутатора в том, что первый действует как накопительно-передающее устройство, а второй нет. Коммутатор сразу после декодирования адреса назначения отправляет кадр в соответствующий порт. Передача начинается сразу, даже если окончание кадра еще принимается. Преимущество такой схемы - высокая скорость. Недостаток в том, что коммутатор пересылает все кадры, даже поврежденные. Говоря формально, этот тип коммутатора называется LAN-коммутатором, но в литературе его часто именуют просто коммутатором.

Такое определение коммутатора справедливо в основном для локальных сетей. Современное определение, особенно с учетом реалий Internet, в корне иное. Сейчас время WAN-коммутаторов. Они, как правило, работают на канальном уровне, но некоторые модели могут частично использовать функции сетевого уровня. По этой причине современный коммутатор правильнее сравнивать не с мостом, а с маршрутизатором.

Подведем итог: современный коммутатор напоминает скоростной маршрутизатор, а классический коммутатор - скоростной мост.

Современный коммутатор декодирует пакеты данных, определяя адрес сетевого уровня, который разными способами (например, посредством протокола ARP (Address Resolution Protocol) сопоставляется с портом коммутатора. Последующие пакеты данных от того же отправителя к тому же получателю коммутируются уже на канальном уровне, в то время как маршрутизаторы делают это на сетевом уровне. Кроме того, коммутаторы не принимают участия в протоколах маршрутизации, например RIP (Routing Information Protocol). Еще одно преимущество современ­ных коммутаторов в том, что они пригодны и для других приложений, например для виртуальных сетей (Virtual LAN).

Шлюзы

Шлюз (gateway) - это, как правило, аппаратное и программное обеспечение, соединяющее две разные сети, в которых используются разные протоколы. Обычно шлюзы работают на сетевом и более высоких уровнях. Так называемые прикладные шлюзы (application gateway) при пересылке данных из одной сети в другую выполняют трансляцию протоколов. Иногда термин «шлюз» применяют, описывая ситуацию, когда не требуется трансляция протоколов, а данные просто пересылаются из одной сети в другую. В этом случае шлюз - это аппаратное или программное обеспечение, непосредственно связывающее две сети. Шлюз характеризуется наличием нескольких адресов сетевого уровня, например нескольких IP-адресов.

Хосты

Хост (host) — это компьютер, на котором работает сетевой протокол, например TCP/IP. Обычно хост имеет некоторое прикладное программное обеспечение, передающее и принимающее пакеты. Хост обменивается данными с другими хост-компьютерами, и значительная доля деятельности в Интернете обусловлена управлением информационными потоками между хост-компьютерами.

Типичные примеры хостов: маршрутизаторы, ПК, серверы, прокси-сер-веры, шлюзы и т. д.

Узлы

Термином узел (node), как правило, кратко называют «мост», «маршрутизатор», «коммутатор», «шлюз» или «хост».