Прикладний рівень

Прикладний рівень (Application layer) - це в дійсності просто набір різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі одержують доступ ресурсів, що розділяються, таким як файли, принтери або гіпертекстові Web-сторінки, а також організують свою спільну роботу, наприклад, за допомогою протоколу електронної пошти. Одиниця даних, який оперує прикладний рівень, звичайно називається повідомленням (message).

Основні завдання прикладного рівня:

1. ідентифікація, перевірка прав доступу;

2. принт- і файл-сервіс, пошта, вилучений доступ і т.д.

Крім моделі OSI, існує також модель IEEE Project 802, прийнята в лютому 1980 року (звідси й число 802 у назві), яку можна розглядати як модифікацію, розвиток, уточнення моделі OSI. Стандарти, обумовлені цією моделлю (так звані 802-специфікації), діляться на дванадцять категорій, кожної з яких привласнений свій номер.

- 802.1 - об'єднання мереж.

- 802.2 - керування логічним зв'язком.

- 802.3 - локальна мережа з методом доступу CSMA/CD і топологією «шина» (Ethernet).

- 802.4 - локальна мережа з топологією «шина» і маркерним доступом.

- 802.5 - локальна мережа з топологією «кільце» і маркерним доступом.

- 802.6 - міська мережа (Metropolitan Area Network, MAN).

- 802.7 - широкомовна технологія.

- 802.8 - оптоволоконна технологія.

- 802.9 - інтегровані мережі з можливістю передачі мови й даних.

- 802.10 - безпека мереж.

- 802.11 - бездротова мережа.

- 802.12 - локальна мережа із централізованим керуванням доступом по пріоритетах запитів і топологією «зірка» (100VG-AnyLAN).

Стандарти 802.3, 802.4, 802.5, 802.12 прямо ставляться до підрівню MAC другого (канального) рівня еталонної моделі OSI. Інші 802-специфікації вирішують загальні питання мереж.

Протоколи - це правила і технічні процедури, що дозволяють комп'ютерам, об'єднаним в мережу, спілкуватися один з одним. Існує безліч протоколів, і хоча всі вони беруть участь в реалізації зв'язку, проте кожен протокол має власні цілі, виконує власні задачі, має власні переваги і обмеження.

Залежно від рівня на якому працює протокол, визначають і його функції. Протоколи можуть працювати сумісно, це так званий стек (набір) протоколів. Подібно мережевим функціям, розподіленим по всіх рівнях моделі 0SI, протоколи сумісно працюють на різних рівнях стека протоколів. У сукупності протоколи дають повну характеристику функціям і можливостям стека. Передача даних в мережі розбивається на ряд послідовних кроків, кожному з яких відповідають власні правила і процедури. Таким чином зберігається чітка послідовність у виконанні певних дій. Ці дії повинні виконуватися в тій самій послідовності на кожному комп'ютері мережі. На комп'ютері-відправнику ці дії виконуються з верху донизу, а на комп'ютері-отримувачі - з низу догори.

Комп'ютер-відправник у відповідності до протоколу викопує такі дії:

- розбиває дані на невеликі блоки - пакети, з якими, в свою чергу, " вміє" працювати протокол;

- додає до пакетів адресну інформацію, щоб комп'ютер-отримувач міг визначити, чи ці дані призначені власне для нього;

- підготовляє дані до передачі через штату мережевого адаптера і далі – у кабель.

Комп'ютер-отримувач у відповідності до протоколу виконує ті ж дії, але в зворотному порядку:

- приймає пакети даних з кабелю;

- через плату мережевого адаптера передає пакети в комп'ютер;

- видаляє з пакета всю службову інформацію, додану комп'ютером-відправником;

- копіює дані з пакетів у буфер - для їх об'єднання у початковий блок даних, передає прикладній програмі цей блок даних в тому форматі, який вона використовує.

Обидва комп’ютери повинні виконувати всі дії однаковими способами, щоб дані, які було відправлено, співпали з даними, які були отримані іншим комп'ютером. Якщо кожний дотримуватиметься цієї моделі, підвищується ймовірність того, що різні системи зможуть взаємодіяти.

Драйвер - це призначена для конкретного пристрою програма, яка дозволяє комп'ютеру працювати з цим пристроєм. Наприклад, принтером, сканером, модемом і т.д. Після встановлення нового обладнання, наприклад - принтера, необхідно встановити драйвера для роботи з цим пристроям, тоді принтер зможе взаємодіяти з комп’ютером і виносити дані на паперовий носій.

Мережевий протокол в комп'ютерних мережах — заснований на стандартному наборі правил, що визначає принципи взаємодії комп'ютерів в мережі. Протокол також задає загальні правила взаємодії різноманітних програм, мережевих вузлів чи систем і створює таким чином єдиний простір передачі.

Протокол описує:

Формат повідомлення, якому додатки зобов'язані слідувати;

- Спосіб обміну повідомленнями між комп'ютерами в контексті визначеної дії, як, наприклад, пересилка повідомлення по мережі.

Різні протоколи найчастіше описують лише різні сторони одного типу зв'язку й, узяті разом, утворюють стек протоколів. Назви «протокол» і «стек протоколів» також вказують на програмне забезпечення, яке реалізує протоколи.

Найпоширенішою системою класифікації мережних протоколів (і способів мережного зв'язку загалом) є, так звана, модель OSI, відповідно до якої протоколи поділяються на 7 рівнів за своїм призначенням — від фізичного (формування й розпізнавання електричних або інших сигналів) до прикладного(API додатків для передачі інформації).

Маршрутизований протокол та протокол маршрутизації.

Також дуже важливо розрізняти два схожі за назвою, але діаметрально протилежні за властивостями, терміни - маршрутизований протокол та протокол маршрутизації. Ще більша плутанина виникає з оригінальною назвою - routed& routing protocols.

Маршрутизований протокол - це будь-який мережний протокол, адреса мережевого рівня якого надає достатньо інформації для доставки пакету від одного вузла мережі до іншого на основі використовуваної схеми адресації. Такий протокол задає формати полів всередині пакету. Пакети зазвичай передаються від однієї кінцевої системи до іншої. Маршрутизований протокол використовує таблицю маршрутизації для пересилки пакетів.

Приклади маршрутизованих протоколів - Internet-протокол (IP), протокол міжмережевого пакетного обміну IPX тощо. Легше всього зрозуміти що таке маршрутизовані протоколи, якщо пам'ятати, що це протоколи передачі даних.

Протокол маршрутизації - такий протокол, який підтримує маршрутизовані протоколи і надає механізми обміну маршрутною інформацією. Повідомлення протоколу маршрутизації передаються між маршрутизаторами (роутерами). Протокол маршрутизації дозволяє роутерам обмінюватись інформацією між собою для оновлення записів і підтримки таблиці маршрутизації.

Приклади протоколів маршрутизації: RIP, IGRP, EIGRP, OSPF.

Комунікаційний протокол — це обумовлені наперед правила передачі даних між двома пристроями. До основних параметрів, які описує протокол, відносяться:

- тип перевірки помилок, що використовується

- метод компресії (стискання) інформації (якщо такий є)

- спосіб визначення передаючим пристроєм завершення передачі

Різні протоколи відрізняються своїми характеристиками: одні — більшою надійністю, другі — швидкістю передачі даних, треті — простотою.

В галузі телекомунікації, протокол зв'язку це набір стандартних правил представлення інформації, передачі сигналів, ідентифікації та виявлення помилок необхідний для обміну інформацією. Простим прикладом пристосованого для голосового зв'язку є радіо диспетчер, що розмовляє з пересувними станціями. Протоколи зв'язку для цифрових компьютерних мереж мають багато особливостей, котрі призначені для забезпечення надійного обміну інформацією в умовах неідеального каналу зв'язку.

Стандарти з більшості протоколів розробля- ються IETF для Інтернет комунікацій, та IEEE, або ISO організаціями для інших типів комунікації. ITU-T розробляє телекомунікаційні протоколи та формати для PSTN.

Розподіл на рівні — це принцип, котрий поділяє протоколи на рівні, кожен з яких виконує певну дію та взаємодіє з іншими частинами протоколу за чітко розробленими схемами.

Наприклад, один рівень може описувати як закодувати текст, інший описує як поводитись з повідомленнями, а інший знаходитиме помилки, ще один зайнятий адресами, а інший відповідає за формування потоків бітів, завдання другого — електричне кодування бітів.

Поділ на рівні дозволяє частинам протоколу розроблятися і тестуватися без величезної кількості різних варіантів і таким чином зберегти кожний протокол відносно простим. Крім поділ на рівні дозволяє близьким протоколам бути пристосованими до незвичайних обставин. Так, наприклад, поштовий протокол може бути пристосований для надсилання повідомленнь літаку.

Виявлення та виправлення помилок. Це факт, що засоби зв'язку завжди дефектні. Зазвичай міра якості — це кількість неправильних бітів на кількість переданих.

Комунікаційні системи виправляють помилки вибірковим пересиланням пошкоджених частин повідомлення. Коли контрольна сумма не співпадає, тоді пакет відкидається. Коли пакет втрачається, одержувач підтверджує усі пакети, що надійшли, крім втраченого. Як наслідок, відправник розуміє, що пройшло вже надто багато часу, а підтвердження ще не надійшло, і він надсилає усі пакети, для яких не отримано підтвердження. У той самий час, відправник затримує потік надсилання, якщо помилка була спричинена переповненням каналу на шляху між одержувачем та відправником. Інша форма мережевого дефекту — топологічний дефект, в якому лінія зв'язку відєднана, або не може використовуватись. більшість сучасних протоколів періодично надсилають повідомлення для перевірки зв'язку. У телефонах, біт кадрування надсилається кожні 24 bits на T1 лініях. В телефонних системах, коли «синхронізація втрачена», відмовостійки механізми перенаправляють сигнали, обходячи дефектне обладнання.