Мультимедийный урок по информатике на тему "сетевая модель osi"

Сетевая модель OSI

План урока

• Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации.
• Протокол. Интерфейс. Стек протоколов.
• Модель OSI. Уровни модели OSI.

Для стандартизации протоколов была создана

Всемирная организация

по стандартизации

ISO - International

Standards Organization

Она ввела понятие «Архитектура открытых систем»

( OSI - Open Systems Interface Architecture)

Эта модель описывает правила и процедуры передачи и. данных в различных сетевых средах при организации сеанса связь

Понятие «открытая система»

• OSI описывает взаимодействие открытых систем.

Открытая система — любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Открытая спецификация – формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.

Свойства открытых систем

• Расширяемость;
• Масштабируемость;
• Переносимость;
• Интерграция;
• Способность к взаимодействию;
• Высокая готовность — устойчивость к сбоям.

Задачи OSI/OSI (OSI 7498-1)

• своевременно и правильно передать данные через сеть связи (т. е. Пользователями должны быть оговорены виды сигналов, правила приема и перезапуска, маршруты и т. д.);
• доставить данные пользователю в приемлемый для него распознаваемой форме.

Важным компонентом для установления правил взаимодействия всех участников процесса передачи информации являются ПРОТОКОЛЫ.

• Протокол передачи данных - это набор правил и процедур, регулирующих обмен данными между разными системами.

TCP/IP

- протоколы

Примеры

Transmission Control Protocol, Internet Protocol

определяет, как разные компьютеры, использующие разные операционные системы и находящиеся в разных концах земного шара, идентифицируют друг друга, соединяются, передают данные, обрабатывают ошибки.

Прикладные протоколы Интернета

1) Служба WWW (World Wide Web) предоставляет доступ к Web страницам и основана на прикладном протоколе HTTP (HyperText Transfer Protocol).

2)Служба, которая производит пересылку произвольных файлов основана на прикладном протоколе FTP (File Transfer Protocol - Протокол передачи файлов).

3)Электронная почта (e-mail) имеет 2 протокола:

SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol) ,

POP3 (Post Office Protocol).

4) Служба телеконференций имеет протокол: NNTP (Net News Transfer Protocol).

• Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле, также взаимодей­ствуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами с помощью стандартизированных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейс ом.

• Интерфейс   – определяет последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сете­вые компоненты, лежащие на соседних уровнях в одном узле. Интерфейс определяет набор услуг, пре­доставляемый данным уровнем соседнему уровню.
• В сущности, протокол и интерфейс выражают одно и то же понятие, но традиционно в сетях за ни­ми закреплены разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей од­ного уровня в разных узлах, а интерфейсы – модулей соседних уровней в одном узле.
• Средства каждого уровня должны отрабатывать, во-первых, собственный протокол, а во-вторых, интерфейсы с соседними уровнями.
• Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется  стеком коммуникационных протоколов .

Основными элементами модели OSI являются уровни, прикладные процессы и физические средства соединения. На рисунке представлена структура базовой модели .

Каждый уровень модели OSI выполняет определенную задачу в процессе передачи данных по сети. Базовая модель является основой для разработки сетевых протоколов. OSI разделяет коммуникационные функции в сети на семь уровней, каждый из которых обслуживает различные части процесса области взаимодействия открытых систем.

Прикладной уровень

виртуальное

Прикладной уровень

...

(Прикладные программы)

(Прикладные программы)

соединение

Представительный уровень

Сеансовый уровень

(Операционная система)

(Жесткий диск)

Сеансовый уровень

Представительный уровень

(Жесткий диск)

(Операционная система)

Транспортный уровень

Транспортный уровень

TCP

TCP

(TCP)

(TCP)

IP

Сетевой уровень

IP

Сетевой уровень

(Internet Protocol)

Канальный уровень

Канальный уровень

(Порт)

физическое





Физический уровень

Физический уровень

(Модемы)

соединение

Определение виртуального соединения

Связь между прикладными программами, которые взаимодействуют не напрямую, а благодаря существующим соединениям, и выполняют действия по обработке данных, называются виртуальными соединениями

Примеры:

IBM PC с Windows

СЕРВЕР

БРAУЗЕР

Macintosh с MacOS

Сетезависимые и сетенезависимые уровни

АРХИТЕКТУРА ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ПРЕДУСМАТРИВАЕТ

существование и работу протоколов и стандартов согласно 7 ми уровням взаимодействия систем

Физический

Определяет требования к характеристикам линий, разъемов, сигналов в каналах передачи.

уровень

По протоколам этого уровня устройства ФИЗИЧЕСКИ соединяются, выбирается способ передачи, данные могут передаваться по различным каналам (как биты).

...

Управляет передачей данных между 2 мя узлами сети. Он обеспечивает

Управляет передачей данных между 2 мя узлами сети. Он обеспечивает:

• контролирует корректность передачи каждого блока информации,
• контролирует корректность передачи каждого блока информации,

• разбиение потока битов на блоки,
• разбиение потока битов на блоки,
• разбиение потока битов на блоки,
• разбиение потока битов на блоки,
• разбиение потока битов на блоки,
• разбиение потока битов на блоки,

• правильность сборки блоков в сообщение

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

1

1

1

1

Длина блока может меняться в зависимости от качества канала

2-й блок

1-ый блок

Образование блоков (кадров) информации для передачи

• обеспечивает управление потоком пакетов в сети и маршрутизацию

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ

• определяет способы адресации сообщений

Это уровень работы протокола IP

Для него важно определить:

• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений
• процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута для сообщений

• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);
• адрес каждой машины/узла в сети; он должен состоять из 4-х байтов (212.192.97.65);

IP-адрес

IP-адрес

отвечает за стандартизацию обмена данными между программами, находящимися на разных компьютерах

Транспортный уровень

Это уровень единого транспортного протокола TCP

Шлюзовые программы преобразуют потоки данных из формата, принятого в локальных сетях, в единый формат, принятый в Интернете. Данные разбиваются на сегменты информации

ПО ПРОТОКОЛАМ ЭТОГО УРОВНЯ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ

какой именно программе на принимающей стороне предназначено сообщение

проверяется состояние соединения между программами

уровень

Сеансовый

определяет правила диалога между программами в процессе соединения

восстановления сеанса

начала сеанса

окончания сеанса

Протоколы этого уровня обеспечивают правила

Схема функционирования протоколов TCP/IP

TCP

П Р И В Е Т!

11

16

12

1

2

3

4

14

15

5

6

7

8

9

10

13

П . Р И В Е Т !

...

Интернет

IP-адрес

15

6

10

2

14

4

5

12

7

8

1

11

16

13

3

9

операционная

система 1

операционная

система 2

Представительный уровень

ОПРЕДЕЛЯЕТ:

алфавиты и

коды

форматы

данных

представления специальных и графических символов

А

А

По протоколам этого уровня происходит преобразование данных так, чтобы 2 е разнотипные программы правильно «поняли» друг друга и на экранах возникли одинаковые изображения символов.

21

ПРИКЛАДНОЙ УРОВЕНЬ

определяет правила, которые связаны с целью сеанса

На этом уровне

состава КЛИЕНТСКИХ ПРОГРАММ ,

зависят от

- Передача файлов и данных

установленных на ПК

- Получение новостей

Оформление покупок -

Поиск и просмотр - гипертекстовых документов

- Электронная почта

Соответствие функций различных устройств сети уровням модели OSI

Инкапсуляция и декапсуляция пакета

Добавление служебной информации в начало и конец пакета

Процесс "обертывания" передаваемых данных служебной информацией называется инкапсуляцией (encapsulation).

Далее это сообщение передается через сеть в виде битов. Бит – это минимальная порция информации, которая может принимать значение 0 или 1. Таким образом, все сообщение кодируется в виде набора нулей и единиц, например, 010110101.

Заключение

• Каждый из перечисленных уровней стандартизации позволяет программам, компьютерам и уставам использующим и обеспечивающим связь, «договориться» между собой по определенным вопросам

• Уровни являются вложенными друг в друга и передаваемое сообщение поочередно проходит все стадии: от прикладного до физического и обратно...

Контрольные вопросы

• Для чего предназначена модель OSI?
• Перечислите уровни модели OSI
• Какие задачи решает прикладной уровень модели OSI?
• Какие задачи решает уровень представлений модели OSI?
• Какие задачи решает транспортный уровень модели OSI?
• Какие задачи решает сетевой уровень модели OSI?
• Какие задачи решает канальный уровень модели OSI?
• Какие задачи решает физический уровень модели OSI?
• Как в модели OSI проходит обмен данными между уровнями?
• Что такое «стек протоколов»