Уровень

Понятие функциональной подсистемы позволяет выделить важнейшую структурную характеристику компьютерной сети  уровень. Уровень образуется одноименными функциональными подсистемами одинаковой иерархической подчиненности, то есть подсистемами, имеющими один и тот же ранг (номер). Каждый уровень имеет имя собственное, совпадающее с именем, объединяемых им функциональных подсистем: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Декомпозиция функциональных задач сети на уровни позволила классифицировать задачи и на этой основе проводить конструирование и модификацию каждого уровня, независимо от других уровней, а так же организовать взаимодействие функциональных подсистем как в рамках одного уровня, так и между уровнями. Основная цель взаимодействия между смежными подсистемами в одной системе  организовать предоставление услуг подсистемой N-уровня подсистеме (N+1)-уровня для передачи данных. Сами данные подсистемой N-уровня не обрабатываются. Данные пользователя, сформированные прикладным процессом в системе А, последовательно передаются от подсистемы прикладного уровня к подсистеме физического уровня. Данные, полученные от вышерасположенного уровня, упаковываются в протокол соответствующего уровня и полученный протокольный блок данных передается через коммуникационные системы К на абонентскую систему В (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Уровни компьютерной сети

Протокольный блок уровня содержит, таким образом, данные, полученные от смежного уровня, и служебную информацию, формируемую протоколом уровня. В системе В подсистема каждого уровня анализирует служебную информацию протокола и предпринимает действия, предписанные служебной информацией протокола. Если протокольный блок данных был принят на N-уровне без ошибок, то данные, упакованные в протокольном блоке, выделяются и передаются на вышерасположенный уровень (N+1)-уровень для дальнейшей обработки. Если протокольный блок данных был принят с ошибкой, то система В сообщает об ошибке системе А. Процедура повторной передачи ошибочного блока зависит от используемого протокола.

Функции абонентских и коммуникационных систем в сети различаются, поэтому число уровней, обрабатываемых абонентскими и коммуникационными системами, так же различаются.

Взаимодействия уровней Эталонной модели при формировании кадров данных в абонентской системе показаны на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Взаимодействие уровней при формировании кадров данных

Из рисунка следует, что выполнение первых четырех уровней осуществляется собственно информационно-управляющим вычислительным комплексом (компьютером), работающим под управлением операционной системы. Три нижних уровня  выполняются на уровне сетевого адаптера (карты).

В технической литературе по компьютерным сетям встречаются различные переводы одного и того же англоязычного термина. Здесь мы используем следующие термины:

сообщения (message)  информационные блоки, которыми обмениваются прикладные процессы;

процесс (process)  блоки информации, источниками и приемниками которых являются объекты представительного уровня;

пакет (packet)  блоки информации, источниками и приемниками которых являются объекты транспортного и сетевого уровней;

кадр данных (frame)  блоки информации, источниками и приемниками которых являются объекты канального уровня.

В линию связи передается кадр данных, содержащий данные пользователя со служебной информацией, сформированной всеми семью уровнями. Только одно поле кадра данных  данные пользователя  содержит данные, необходимые прикладному процессу-получателю данных. Все другие поля содержат служебные данные, необходимые для реализации взаимодействия прикладных процессов.

Данные и служебная информация (N+1)-уровня, передаваемые на N-уровень, воспринимаются N-уровнем как данные, не обрабатываемые уровнем. Каждая N подсистема функциональной системы сети обрабатывает служебную информацию только N-уровня. Так, например, концевик процесса, данные пользователя и заголовок процесса, сформированные прикладным, представительным и сеансовым уровнями, воспринимаются транспортным уровнем как единый необрабатываемый уровнем блок данных, получаемый от сеансового уровня. Полученные данные дополняются служебной информацией  заголовком передачи  содержание которого определяется протоколом транспортного уровня.

Служебная информация на приемной стороне последовательно обрабатывается протоколами соответствующих уровней. Результат обработки на уровне передается.