Рано чи пізно при роботі з локальною мережею користувачам потрібно передати файли з комп'ютера на комп'ютер. Особливих проблем з відправкою файлів по локальній мережі, як правило, не виникає: можна скористатися стандартними засобами операційної системою «Windows» / «Linux» або використовувати додаткове програмне забезпечення.

Як передавати файли по локальній мережі між 2 комп'ютерами?

Для відправлення файлів по локальній мережі засобами операційної системи використовується, так зване,. Для цього необхідно відкрити властивість папки (де знаходиться потрібний файл) і в розділі «Доступ» дозволити використовувати комп'ютер в мережі, переглядати папку і / або змінювати і копіювати файли.

Це не зовсім передача файлів з комп'ютера на комп'ютер, але принцип схожий: ви надасте користувачеві доступ до потрібних файлів, і він зможе відкрити або скопіювати необхідний йому документ.

Крім того, для обміну файлами по локальній мережі можна створити на одному або на всіх мережевих комп'ютерах «розшарений папку», в яку користувач буде скидати файли через розділ «Мережеве оточення» / «Мережа» і т.п. (В залежності від операційної системи).

І будь-який використовувати комп'ютера в локальній мережі за потребою зможе копіювати до папки / з даної папки потрібні файли.

Програма для обміну файлами по локальній мережі

Для більш просунутих «юзерів» (хто не бажає використовувати стандартні засоби ОС або хоче отримати додаткові можливості при передачі файлів по локальній мережі) розроблено стороннє ПО.

Наприклад, для обміну файлами в локальній мережі підійде чудова не вимагає установки програма «HTTP File Server».

Основне завдання даної програми - це створення (або краще сказати імітація), який виступає в ролі файлообмінника.

Після запуску програми (вона згорнеться в трей) будуть представлені:

Інформація про «локальному ip адресу» - він буде вказано в адресному рядку і він же є адресою сервера;

• - меню з доступним функціоналом;
• - номер порту, що прослуховується.

Програма доступна тільки англійською мовою, але інтерфейс досить простий і розібратися з ним не складе труднощів.

Отже, щоб передати файл з комп'ютера на комп'ютер через локальну мережу необхідно:

У вікні «Virtual File System» натисніть правою кнопкою мишки і виберіть «Add File» або «Add folder from disk» (для вибору одного файлу або папки в цілому);

• - такими діями ви помістили файли на сервер і відкрили їх для скачування іншим користувачам;
• - тепер, щоб завантажити цей файл з іншого комп'ютера необхідно зайти за адресою, яка вказана в верху сторінки в адресному рядку (в прикладі це «192.168.1.3»), вибрати потрібний файл і завантажити його.

Файлообмінник готовий: користувачі локальної мережі можуть додавати свої файли і папки через меню програми.

Крім того, можна додати акаунти для обмеження доступу до файлообмінника стороннім користувачам (в такому випадку для скачування файлу потрібно вказати логін і пароль) або створити локальні групи (щоб не «змішувати» всі файли в одну купу, а структурувати їх за потребою).

У вашій домашній мережі напевно є найрізноманітніші пристрої, будь то комп'ютери з Windows або Linux, Macbook або телефони з Android. І ви, швидше за все, захочете передавати файли між ними. Замість того щоб копіювати файли на флешки і бігати з кімнати в кімнату, набагато зручніше просто налаштувати загальні папки в локальній мережі. Зробити це нескладно.

Windows

Перш за все включимо можливість обміну файлами по локальній мережі в налаштуваннях. Відкрийте «Панель управління» і перейдіть в «Мережа та інтернет» → «Параметри загального доступу». Виберіть мережу, до якої ви підключені, і активуйте опції «Включити мережеве виявлення» і «Включити загальний доступ до файлів і принтерів».

Тепер клацніть правою кнопкою миші по папці, яку ви хочете зробити загальною, і виберіть «Параметри». В параметрах папки, на вкладці «Загальний доступ», встановіть настройки доступу, відкривши для всіх користувачів вашої локальної мережі можливість записувати і читати файли в загальнодоступному місці.

Щоб переглядати папки, відкриті в вашій локальній мережі, в «Провіднику» виберіть «Мережа» в бічній панелі.

macOS

Зайдіть в «Системні налаштування» вашого Mac і виберіть розділ «Загальний доступ». Увімкніть «Загальний доступ до файлів і папок». Зайдіть в «Параметри ...» і відзначте «Загальний доступ до файлів і папок через SMB».

Нижче, в розділі «Загальні папки», ви можете вибрати, до яких папок надавати доступ. Якщо хочете, щоб користувачі локальної мережі могли завантажувати файли в ці папки, в розділі «Користувачі» відкрийте всім користувачам можливість читання і запису.

Щоб отримати доступ до файлів локальної мережі, виберіть «Перехід» в рядку меню вашого Finder і клацніть на «Мережа».

Linux

Расшарівать папки в Linux дуже просто. Для прикладу візьмемо Ubuntu.

Загальний доступ до папок Linux в локальній мережі забезпечує Samba. Встановити її можна за допомогою такої команди:

sudo apt-get install samba samba-common system-config-samba

У файловому менеджері натисніть правою кнопкою миші на папку, до якої хочете надати доступ з локальної мережі. Відкрийте властивості папки, перейдіть на вкладку «Загальнодоступна папка локальної мережі» і виберіть «Опублікувати цю папку».

Щоб можна було копіювати файли в цю папку з іншого комп'ютера, виберіть «Дозволити іншим користувачам змінювати вміст папки».

Якщо не хочете вводити логін і пароль зайвий раз, відзначте пункт «Гостьовий доступ».

Отримати доступ до папок в локальній мережі в Ubuntu можна, вибравши «Мережа» в бічній панелі файлового менеджера Nautilus.

iOS

Підключатися до загальних папок локальної мережі в iOS можна за допомогою FileExporer Free. Натисніть кнопку «+» і виберіть, до якого пристрою планується отримати доступ: Windows, macOS або Linux. Після пошуку пристроїв в локальній мережі FileExporer Free надасть вам список загальних папок.

дипломна робота

1.9 Методи обміну даними в локальних мережах

Для управління обміном (управління доступом до мережі, арбітражу мережі) використовуються різні методи, особливості яких в значній мірі залежать від топології мережі.

Існує кілька груп методів доступу, заснованих на тимчасовому поділі каналу:

централізовані і децентралізовані

детерміновані і випадкові

Централізований доступ управляється з центру управління мережею, наприклад від сервера. Децентралізований метод доступу функціонує на основі протоколів без керуючих впливів з боку центру.

Детермінований доступ забезпечує кожної робочої станції гарантований час доступу (наприклад, час доступу за розкладом) до середовища передачі даних. Випадковий доступ заснований на рівноправності всіх станцій мережі і їх можливості в будь-який момент звернутися до середовища з метою передачі даних.

Централізований доступ до моноканалу

У мережах з централізованим доступом використовуються два способи доступу: метод опитування та метод передачі повноважень. Ці методи використовуються в мережах з явно вираженим центром управління.

Метод опитування.

Обмін даними в ЛВС з топологією зірка з активним центром (центральним сервером). При даній топології всі станції можуть вирішити передавати інформацію сервера одночасно. Центральний сервер може проводити обмін тільки з однією робочою станцією. Тому в будь-який момент треба виділити тільки одну станцію, провідну передачу.

Центральний сервер посилає запити по черзі всіх станціях. Кожна робоча станція, яка хоче передавати дані (перша з опитаних), посилає відповідь або ж відразу починає передачу. Після закінчення сеансу передачі центральний сервер продовжує опитування по колу. Станції, в даному випадку, мають наступні пріоритети: максимальний пріоритет у тій з них, яка ближче розташована до останньої станції, яка закінчила обмін.

Обмін даними в мережі з топологією шина. У цій топології, можливо, таке ж централізоване управління, як і в "зірці". Один з вузлів (центральний) посилає всім іншим запити, з'ясовуючи, хто хоче передавати, і потім дозволяє передачу того з них, хто після закінчення передачі повідомляє про це .

Метод передачі повноважень (передача маркера)

Маркер - службовий пакет певного формату, в який клієнти можуть розміщувати свої інформаційні пакети. Послідовність передачі маркера по мережі від однієї робочої станції до іншої задається сервером. Робоча станція отримує повноваження на доступ до середовища передачі даних при отриманні спеціального пакета-маркера. Даний метод доступу для мереж з шинної і зоряної топологією обеспечіваетcя протоколом ArcNet.

Децентралізований доступ до моноканалу.

Розглянемо децентралізований детермінований і випадковий методи доступу до середовища передачі даних. До децентралізованому детерминированному методу відноситься метод передачі маркера. Метод передачі маркера використовує пакет, званий маркером. Маркер - це не має адреси, вільно циркулює по мережі пакет, він може бути вільним або зайнятим.

Обмін даними в мережі з топологією кільце (децентралізований детермінований методдоступа)

1. У даній мережі застосовується метод доступу "передача маркера". Алгоритм передачі наступний:

а) вузол, який бажає передати, чекає вільний маркер, отримавши який позначає його як зайнятий (змінює відповідні біти), додає до нього свій пакет і результат відправляє далі в кільце;

б) кожен вузол, який отримав такий маркер, приймає його, перевіряє, чи йому адресований пакет;

в) якщо пакет адресований цього вузла, то вузол встановлює в маркері спеціально виділений біт підтвердження і відправляє змінений маркер з пакетом далі;

г) передавав вузол отримує назад свою посилку, що пройшла через все кільце, звільняє маркер (позначає його як вільний) і знову посилає маркер в мережу. При цьому передавав вузол знає, чи була отримана його посилка чи ні.

Для нормального функціонування даної мережі необхідно, щоб один з комп'ютерів або спеціальний пристрій стежило за тим, щоб маркер не загубився, а в разі пропажі маркера даний комп'ютер повинен створити його і запустити в мережу.

Обмін даними в мережі з топологією шина (децентралізований випадковий метод доступу)

В цьому випадку всі вузли мають рівний доступ до мережі і рішення, коли можна передавати, приймається кожним вузлом на місці, виходячи з аналізу стану мережі. Виникає конкуренція між вузлами за захоплення мережі, і, отже, можливі конфлікти між ними, а також спотворення переданих даних через накладення пакетів.

Розглянемо найбільш часто застосовується метод множинного доступу з контролем несучої і виявленням колізій (зіткнень) (CSMA / CD). Суть алгоритму в наступному:

1) вузол, що бажає передавати інформацію, стежить за станом мережі, і як тільки вона звільниться, то починає передачу;

2) вузол передає дані і одночасно контролює стан мережі (контролем несучої і виявленням колізій). Якщо зіткнень не виявилося, передача доводиться до кінця;

3) якщо зіткнення виявлено, то вузол підсилює його (передає ще деякий час) для гарантії виявлення всіма передавальними вузлами, а потім припиняє передачу. Також надходять і інші передавали вузли;

4) після припинення невдалої спроби вузол витримує випадково обираний проміжок часу tзад, а потім повторює свою спробу передати, при цьому контролюючи зіткнення.

При повторному зіткненні tзад збільшується. В кінцевому рахунку, один з вузлів випереджає інші вузли і успішно передає дані. Метод CSMA / CD часто називають методом змагань. Цей метод для мереж з шиною топологією реалізується протоколом Ethernet.

Автоматизація бібліотечних процесів

Введення даних здійснюється через компонент Edit, дані про контактні особи зберігаються за вибором користувача, створюється файл з розширенням *** ...

Інформаційна система "Культурно-розважальні заклади міста Красноярська"

Малюнок 1 - Схема потоків інформації в програмі «КРУ міста Красноярська» Головними елементами інформаційної системи «Культурно-розважальні заклади міста Красноярська» є База даних «Культурно-розважальні установи» ...

Картотека співробітників підрозділу підприємства

В СУБД FoxPro існує можливість обміну даними між окремими файлами вихідного коду, між процедурами підпрограм і функцій в процедурному файлі і між об'єктними компонентами проекту ...

Конфігурації локальних мереж і способи комутації між ними

Передача даних в КС передбачає організацію фізичного або логічного з'єднання між взаємодіючими абонентами мережі (їх також називають кінцевими вузлами). Цими абонентами можуть бути віддалені комп'ютери, локальні мережі ...

Локальні комп'ютерні мережі

Програмно-аналітичний комплекс локальної мережі в організації "Сєвєродонецьке агентство розвитку громади"

Для забезпечення узгодженої роботи в мережах передачі даних використовуються різні комунікаційні протоколи передачі даних - набори правил ...

Протоколи в локальних і глобальних мережах

Дуже важливий момент - облік факторів, що впливають на вибір фізичного середовища передачі (кабельної системи). Серед них можна перерахувати наступні: Необхідна пропускна здатність ...

Розробка автономного апаратно-програмного комплексу засобів для підсистеми управління "Роботом-дозиметристом"

При розробці алгоритмів протоколу гарантованої доставки повідомлень по радіоканалу були розглянуті алгоритми протоколу TCP Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управління передачею) - один з основних мережевих протоколів Інтернету ...

Розробка віртуальної комп'ютерної мережі

Призначення VPN - надати користувачам захищене з'єднання до внутрішньої мережі з-за меж її периметра, наприклад, через інтернет-провайдера. Основна перевага VPN полягає в тому, що поки програмне забезпечення його підтримує ...

Розробка проекту захисту локальної обчислювальної мережі навчального закладу

Локальна обчислювальна мережа (ЛОМ; англ. Local Area Network, LAN) - комп'ютерна мережа, що покриває зазвичай відносно невелику територію або невелику групу будівель (будинок, офіс, фірму, інститут). Також існують локальні мережі ...

Мережеве програмне забезпечення. Налаштування локальних комп'ютерних мереж

Для забезпечення узгодженої роботи в мережах передачі даних використовуються різні комунікаційні протоколи передачі даних - набори правил ...

Створення бази даних

Внутрішній обмін даними здійснюється за допомогою змінних. Змінні можуть передаватися в процедури і функції трьома способами: По посиланню. Передається адреса змінної, що дозволяє змінювати її значення. Використовується By Ref ...

Структура і функції програмного забезпечення ЛКС

Локальна мережа може бути застосована не тільки до колективного використання файлів або принтерів. Є також інші, не менш важливі програми. Дуже часто локальна мережа використовує для колективного доступу до бази даних ...

У локальних мережах, заснованих на протоколі IPv4, можуть використовуватися спеціальні адреси, призначені IANA (стандарти RFC 1918 і RFC 1597): § 10.0.0.0-10.255.255.255; § 172.16.0.0-172.31.255.255; § 192.168.0.0-192.168.255.255. Такі адреси називають приватними, внутрішніми ...

Шкільна локальна мережа: настройка і підтримка

У різних мережах застосовуються різні мережеві протоколи (протоколи передачі даних) для обміну даними між робочими станціями ...

Будь-яке мережеве взаємодія в ЛВС засноване на з'єднанні комп'ютерів за допомогою кабельної системи (КС). Варіанти виконання КС можуть бути різними навіть при однаковій технології функціонування мережі. ЛВС типу Ethernet стандартів 10 Base працюють по шинної технології з використанням випадкового методу доступу CSMA / CD до загального середовища передачі. Цей принцип роботи може бути реалізований застосуванням різних топологій (рис. 1, 2). На рис. 1 показана традиційна шинна топологія, в якій мережеві карти (мережеві адаптери) всіх вузлів за допомогою приймачів (трансиверів) підключені до загальної для всіх вузлів кабельної системі. Таким чином, мережа конфігурується на двох різновидах коаксіальногокабелю: «товстому» і «тонкому» Ethernet

(Стандарти 10Base-5 і 10Base-2).

У стандартах 10Base-T і 10Base-F кожен з вузлів (рис. 2) підключається до одного з портів многопортового повторювача - концентратора Hub (Хаб), робота якого побудована за принципом: прийнятий на одному з портів сигнал хаб транслює на виходи всіх портів концентратора, за винятком того порту, на якому був прийнятий цей сигнал. З'єднання виконується крученими парами (10Base-T) або волоконно-оптичним кабелем (10Base-F). За характером підключення цей різновид ЛВС фізично виконується як «зірка», а за алгоритмом роботи хаба - зберігає всі ознаки шинної топології.

Подібним же чином мережа Token Ring, що працює за технологією маркерного кільця, фізично конфигурируется як «зірка». Принцип концентрації деякої частини міжвузлових з'єднань у внутрішній структурі хаба може бути розвинений з метою досягнення більш високого швидкодії за рахунок паралельної обробки внутрішньомережевого трафіку підключенням сегментів вузлів до портів комутатора Switch (Світч), але поки це знаходить застосування при логічної структуризації мережі.

Обмін даними по мережі Ethernet відбувається при дотриманні наступного формату кадру:

преамбула	Адреса одержувача	Адреса відправника	довжина поля даних	поле даних
				46-1800 байт

Преамбула - це свого роду синхросигнал, протягом 7 байт якого передається послідовність чергуються 1 і 0, яка закінчується (в восьмому байті) початковим обмежувачем кадру 1010101 1 . Після преамбули приймач готовий аналізувати Адреса одержувача повідомлень.

Адреси одержувача і відправника - це унікальні адреси для кожної з мережевих карт, що задаються фірмою-виробником. Це так звані фізичні адреси. Розташування цих адрес на початку кадру переконує в тому, що знати їх просто необхідно незалежно від місця знаходження одержувача і відправника в загальній розподіленої міжмережевий структурі.

CRC - поле захисту інформації циклічним кодом.

Взагалі кажучи, фізичних адрес могло б бути достатньо для обміну всередині невеликій ізольованій мережі, але зовсім недостатньо для організації сеансу між вузлами, що знаходяться в різних підмережах. Це відбувається з тієї простої причини, що неможливо відстежувати мільярди адрес адаптерів, склад яких динамічно змінюється через поповнення мережі новими вузлами або виключення будь-якої частини з них, заміни мережевого обладнання і т.д.

Тому адресація вузлів незалежно від їх розташування виконується за типовою процедурою, коли кожному вузлу на додаток до фізичного адресою присвоюється ще мережевий адреса, однозначно визначає і мережу, в якій кожен вузол знаходиться, і адреса самого вузла в цій мережі. Оскільки ухвалою маршруту доставки повідомлення в стеці протоколів TCP / IP займається протокол мережевого рівня IP, ця адреса часто називають IP-адресою і поміщається він в заголовку цього протоколу (рис. 3).

Таким чином, відповідно до фізичною адресою кожен з адаптерів вирішує, брати чи не брати йому сигнал, що діє на його вході, а по IP-адресою просто знаходиться місце розташування необхідного вузла мережі.

Так як IP- адресу одержувача повідомлень спочатку відомий (або може бути визначений через службу доменних імен DNS), А фізичну адресу необхідно визначити, в мережевому програмному забезпеченні передбачена стандартна процедура широковещательного ARP-запиту, сенс якого означає: «Вузол з таким-то IP-адресою! Повідомте свою фізичну адресу ». Незважаючи на наявність інших засобів, таких, як зберігання деяких сукупностей адрес в кеш-пам'яті з подальшим їх отриманням при необхідності, визначення фізичної адреси (так зване дозвіл апаратного адреси) через циркулярний запит є універсальним.

Структура і класиIP-адрес

Перш за все, IP-адреса - це адреса не комп'ютера, а його мережевої карти. Тому, якщо комп'ютер має кілька мережевих карт, то він має стільки ж IP-адрес (рис. 4).

Рис. 4

IP-адреса поки складається з 4 байт, і ось цю 32-розрядну двійкову комбінацію можна записати по-різному, наприклад:

У двійковому вигляді: 10000110 00011000 00001000 01000010;

У десятковому: 2249721922;

У шістнадцятирічному: Ох86180842;

У десятковому з точкою: 134.24.8.66.

Через більшої зручності сприйняття прийнято IP-адреса записувати у вигляді: десяткове з точкою.

За своєю структурою він складається з двох частин: ідентифікатора (номера) мережі та ідентифікатора вузла, що займає праву (молодшу) частину адреси. Щоб мати можливість раціонально розподіляти адресний простір серед наявних мереж різного розміру, застосована система класифікації адрес. Як видно з таблиці, для нумерації відносно невеликого числа дуже великих мереж (N max \u003d 127), кожна з яких містить до M max \u003d 16 777 216 вузлів, передбачений клас А. Нульове значення старшого біта ідентифікатора мережі визначає приналежність до класу А.

клас	старші біти	IP - адреса	ідентифікатор мережі	ідентифікатор вузла
		для широкомовлення

Подібно до цього, клас В містить до N max \u003d 16 384 мереж з числом вузлів в кожній до M max \u003d 65 536, а клас С включає в себе N max \u003d 2 097 152 мереж з M max< 256 узлов.

Визначаючи десяткове значення старшого байта ідентифікатора мережі, можна встановити за IP-адресою приналежність до певного класу.

клас мережі	Діапазон значень старшого байта
	Від 128 до 191
	Від 192 до 224
	Від 225 до 240

Тут враховані додаткові угоди про використання IP-адрес:

Якщо ідентифікатор мережі складається з одних нулів, це означає, що вузли призначення і відправлення знаходяться в одній мережі;

Загальні поняття. Протокол. стек протоколів

Головна мета, яка переслідується при з'єднанні комп'ютерів в мережу - це можливість використання ресурсів кожного комп'ютера всіма користувачами мережі. Для того, щоб реалізувати цю можливість, комп'ютери, під'єднані до мережі, повинні мати необхідні для цього кошти взаємодії з іншими комп'ютерами мережі.
Завдання поділу мережевих ресурсів включає в себе вирішення безлічі проблем - вибір способу адресації комп'ютерів і узгодження електричних сигналів при встановлення електричного зв'язку, забезпечення надійної передачі даних і обробка повідомлень про помилки, формування відправляються і інтерпретація отриманих повідомлень, а також багато інших не менш важливих завдань.
Звичайним підходом при вирішенні складної проблеми є її розбиття на кілька приватних проблем - подзадач. Для вирішення кожної підзадачі призначається певний модуль. При цьому чітко визначаються функції кожного модуля і правила їх взаємодії.
Окремим випадком декомпозиції задачі є багаторівневе представлення, при якому всі безліч модулів, які вирішують підзадачі, розбивається на ієрархічно впорядковані групи - рівні. Для кожного рівня визначається набір функцій-запитів, з якими до модулів даного рівня можуть звертатися модулі вище лежачого рівня для вирішення своїх завдань.
Такий набір функцій, виконуваних даним рівнем для вище лежачого рівня, а також формати повідомлень, якими обмінюються два сусідніх рівня в ході свого взаємодії, називається інтерфейсом.
Правила взаємодії двох машин можуть бути описані у вигляді набору процедур для кожного з рівнів. Такі формалізовані правила, що визначають послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, що лежать на одному рівні, але в різних вузлах, називаються протоколами.
Погоджений набір протоколів різних рівнів, достатній для організації міжмережевої взаємодії, називається стеком протоколів.
При організації взаємодії можуть бути використані два основних типи протоколів. У протоколах з встановленням з'єднання (connection-oriented network service, CONS) перед обміном даними відправник і одержувач повинні спочатку встановити логічне з'єднання, тобто домовитися про параметри процедури обміну, які будуть діяти тільки в рамках даного з'єднання. Після завершення діалогу вони повинні розірвати це з'єднання. Коли встановлюється нове з'єднання, переговорна процедура виконується заново.
Друга група протоколів - протоколи без попереднього встановлення з'єднання (connectionless network service, CLNS). Такі протоколи називаються також дейтаграммний протоколами. Відправник просто передає повідомлення, коли воно готове.

Модель ISO / OSI

З того, що протокол є угодою, прийнятою двома взаємодіючими об'єктами, в даному випадку двома працюючими в мережі комп'ютерами, зовсім не випливає, що він обов'язково є стандарт. Але на практиці при реалізації мереж прагнуть використовувати стандартні протоколи. Це можуть бути фірмові, національні або міжнародні стандарти.
Міжнародна Організація зі стандартів (International Standards Organization, ISO) розробила модель, яка чітко визначає різні рівні взаємодії систем, дає їм стандартні імена і вказує, яку роботу повинен робити кожен рівень. Ця модель називається моделлю взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection, OSI) або моделлю ISO / OSI.
У моделі OSI взаємодія ділиться на сім рівнів або шарів (рис.1). Кожен рівень має справу з одним певним аспектом взаємодії. Таким чином, проблема взаємодії декомпозирована на 7 приватних проблем, кожна з яких може бути вирішена незалежно від інших. Кожен рівень підтримує інтерфейси з вище-і нижчого рівня рівнями.
Модель OSI описує тільки системні засоби взаємодії, не торкаючись додатків кінцевих користувачів. Додатки реалізують свої власні протоколи взаємодії, звертаючись до системних засобів. Слід мати на увазі, що додаток може взяти на себе функції деяких верхніх рівнів моделі OSI, в такому випадку, при необхідності мережевого обміну воно звертається безпосередньо до системних засобів, які виконують функції залишилися нижніх рівнів моделі OSI.

Додаток кінцевого користувача може використовувати системні засоби взаємодії не тільки для організації діалогу з іншим додатком, що виконується на іншій машині, а й просто для отримання послуг того чи іншого мережевого сервісу.

Отже, нехай додаток звертається із запитом до прикладного рівня, наприклад до файлового сервісу. На підставі цього запиту програмне забезпечення прикладного рівня формує повідомлення стандартного формату, в яке поміщає службову інформацію (заголовок) і, можливо, передані дані. Потім це повідомлення надсилається представницькому рівню.
Представницький рівень додає до повідомлення свій заголовок і передає результат вниз сеансовому рівню, який в свою чергу додає свій заголовок і т.д.
Нарешті, повідомлення досягає найнижчого, фізичного рівня, який дійсно передає його по лініях зв'язку.
Коли повідомлення по мережі поступає на іншу машину, воно послідовно переміщається вгору з рівня на рівень. Кожен рівень аналізує, обробляє і видаляє заголовок свого рівня, виконує відповідні даному рівню функції і передає повідомлення рівню.
Крім терміна "повідомлення" (message) існують і інші назви, що використовуються мережевими фахівцями для позначення одиниці обміну даними. У стандартах ISO для протоколів будь-якого рівня використовується такий термін як "протокольний блок даних" - Protocol Data Unit (PDU). Крім цього, часто використовуються назви кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram).

Функції рівнів моделі ISO / OSI

Фізичний рівень. Цей рівень має справу з передачею бітів по фізичних каналах, таким, наприклад, як коаксіальний кабель, кручена пара або оптоволоконний кабель. До цього рівня мають відношення характеристики фізичних середовищ передачі даних, такі як смуга пропускання, перешкодозахищеність, хвильовий опір і інші. На цьому ж рівні визначаються характеристики електричних сигналів, такі як вимоги до фронтів імпульсів, рівням напруги або струму сигналу, що передається, тип кодування, швидкість передачі сигналів. Крім цього, тут стандартизуються типи роз'ємів і призначення кожного контакту.
Функції фізичного рівня реалізуються у всіх пристроях, підключених до мережі. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережевим адаптером або послідовним портом.
Канальний рівень. Одним із завдань канального рівня є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення та корекції помилок. Для цього на канальному рівні біти групуються в набори, звані кадрами (frames). Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, вміщуючи спеціальну послідовність біт в початок і кінець кожного кадру, щоб відзначити його, а також обчислює контрольну суму, підсумовуючи все байти кадру певним способом і додаючи контрольну суму до кадру. Коли кадр приходить, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат з контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, кадр вважається правильним і приймається. Якщо ж контрольні суми не збігаються, то фіксується помилка.
У протоколах канального рівня, використовуваних в локальних мережах, закладена певна структура зв'язків між комп'ютерами і способи їх адресації. Хоча канальний рівень і забезпечує доставку кадру між будь-якими двома вузлами локальної мережі, він це робить тільки в мережі з абсолютно певною топологією зв'язків, саме тією топологією, для якої він був розроблений. До таких типових топологій, що підтримуються протоколами канального рівня локальних мереж, відносяться загальна шина, кільце і зірка. Прикладами протоколів канального рівня є протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.
Мережевий рівень. Цей рівень служить для утворення єдиної транспортної системи, що об'єднує декілька мереж з різними принципами передачі інформації між кінцевими вузлами.
Повідомлення мережевого рівня прийнято називати пакетами (packets). При організації доставки пакетів на мережевому рівні використовується поняття "номер мережі". У цьому випадку адреса одержувача складається з номера мережі і номера комп'ютера в цій мережі.
Для того, щоб передати повідомлення від відправника, що знаходиться в одній мережі, одержувачу, що знаходиться в іншій мережі, потрібно здійснити деяку кількість транзитних передач (hops) між мережами, щоразу обираючи відповідний маршрут. Таким чином, маршрут є послідовність маршрутизаторів, через які проходить пакет.
Проблема вибору найкращого шляху називається маршрутизацією і її рішення є головним завданням мережевого рівня. Ця проблема ускладнюється тим, що найкоротший шлях не завжди найкращий. Часто критерієм при виборі маршруту є час передачі даних по цьому маршруту, воно залежить від пропускної здатності каналів зв'язку і інтенсивності трафіку, яка може змінюватися з плином часу.
На мережевому рівні визначається два види протоколів. Перший вид відноситься до визначення правил передачі пакетів з даними кінцевих вузлів від вузла до маршрутизатора і між маршрутизаторами. Саме ці протоколи звичайно мають на увазі, коли говорять про протоколи мережевого рівня. До мережевого рівня відносять і інший вид протоколів, званих протоколами обміну маршрутною інформацією. За допомогою цих протоколів маршрутизатори збирають інформацію про топологію міжмережевих з'єднань. Протоколи мережевого рівня реалізуються програмними модулями операційної системи, а також програмними і апаратними засобами маршрутизаторів.
Прикладами протоколів мережевого рівня є протокол міжмережевої взаємодії IP стека TCP / IP і протокол міжмережевого обміну пакетами IPX стека Novell.
Транспортний рівень. На шляху від відправника до одержувача пакети можуть бути спотворені або загублені. Хоча деякі додатки мають власні засоби обробки помилок, існують і такі, які вважають за краще відразу мати справу з надійним з'єднанням. Робота транспортного рівня полягає в тому, щоб забезпечити додаткам або верхнім рівням стека - прикладному і сеансовому - передачу даних з тим ступенем надійності, яка їм потрібна. Модель OSI визначає п'ять класів сервісу, наданих транспортним рівнем.
Як правило, всі протоколи, починаючи з транспортного рівня і вище, реалізуються програмними засобами кінцевих вузлів мережі - компонентами їх мережевих операційних систем. Як приклад транспортних протоколів можна привести протоколи TCP і UDP стека TCP / IP і протокол SPX стека Novell.
Сеансовий рівень. Сеансовий рівень забезпечує управління діалогом для того, щоб фіксувати, яка зі сторін є активною в даний момент, а також надає засоби синхронізації. Останні дозволяють вставляти контрольні точки в довгі передачі, щоб у разі відмови можна було повернутися назад до останньої контрольної точки, замість того, щоб починати все з початку. На практиці деякі додатки використовують сеансовий рівень, і він рідко реалізується.
Рівень представлення. Цей рівень забезпечує гарантію того, що інформація, передана прикладним рівнем, буде зрозуміла прикладному рівню в іншій системі. При необхідності рівень подання виконує перетворення форматів даних в певний загальний формат уявлення, а на прийомі, відповідно, виконує зворотне перетворення. Таким чином, прикладні рівні можуть подолати, наприклад, синтаксичні відмінності в представленні даних. На цьому рівні може виконуватися шифрування і дешифрування даних, завдяки якому секретність обміну даними забезпечується відразу для всіх прикладних сервісів. Прикладом протоколу, що працює на рівні уявлення, є протокол Secure Socket Layer (SSL), який забезпечує секретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня стека TCP / IP.
Прикладний рівень. Прикладний рівень - це насправді просто набір різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі отримують доступ до 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, якою оперує прикладний рівень, звичайно називається повідомленням (message).
Існує дуже велика різноманітність протоколів прикладного рівня. Наведемо як приклади хоча б кілька найбільш поширених реалізацій файлових сервісів: NCP в операційній системі Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP і TFTP, що входять в стек TCP / IP.

Протоколи взаємодії додатків і протоколи транспортної підсистеми

Функції всіх рівнів моделі OSI можуть бути віднесені до однієї з двох груп: або до функцій, які надаються конкретної технічної реалізації мережі, або до функцій, орієнтованим на роботу з додатками.
Три нижніх рівні - фізичний, канальний і мережевий - є мережезалежними, тобто протоколи цих рівнів тісно пов'язані з технічною реалізацією мережі, з комунікаційним обладнанням.
Три верхніх рівня - сеансовий, рівень представлення і прикладний - орієнтовані на додатки і мало залежать від технічних особливостей побудови мережі. На протоколи цих рівнів не впливають ніякі зміни в топології мережі, заміна обладнання або перехід на іншу мережеву технологію.
Транспортний рівень є проміжним, він приховує всі деталі функціонування нижніх рівнів від верхніх рівнів. Це дозволяє розробляти додатки, що не залежать від технічних засобів, які безпосередньо займаються транспортуванням повідомлень.

Малюнок 2 показує рівні моделі OSI, на яких працюють різні елементи мережі.
Комп'ютер, з встановленої на ньому мережевий ОС, взаємодіє з іншим комп'ютером за допомогою протоколів всіх семи рівнів. Ця взаємодія комп'ютери здійснюють через різні комунікаційні пристрої: концентратори, модеми, мости, комутатори, маршрутизатори, мультиплексори. Залежно від типу, комунікаційний пристрій може працювати або тільки на фізичному рівні (повторювач), або на фізичному і канальному (міст і комутатор), або на фізичному, канальному і мережевому, іноді захоплюючи і транспортний рівень (маршрутизатор).

Функціональна відповідність видів комунікаційного обладнання рівням моделі OSI

Кращим способом для розуміння відмінностей між мережевими адаптерами, повторювачами, мостами / комутаторами і маршрутизаторами є розгляд їх роботи в термінах моделі OSI. Співвідношення між функціями цих пристроїв і рівнями моделі OSI показано на малюнку 3.

Повторювач, який регенерує сигнали, за рахунок чого дозволяє збільшувати довжину мережі, працює на фізичному рівні.
Мережевий адаптер працює на фізичному і канальному рівнях. До фізичного рівня відноситься та частина функцій мережного адаптера, яка пов'язана з прийомом і передачею сигналів по лінії зв'язку, а отримання доступу до середовища передачі, розпізнавання МАС-адреси комп'ютера - це вже функція канального рівня.
Мости виконують велику частину своєї роботи на канальному рівні. Для них мережа представляється набором МАС-адрес пристроїв. Вони витягають ці адреси з заголовків, доданих до пакетів на канальному рівні, і використовують їх під час обробки пакетів для прийняття рішення про те, на який порт відправити той чи інший пакет. Мости не мають доступу до інформації про адреси мереж, що відноситься до більш високого рівня. Тому вони обмежені в ухваленні рішень про можливі шляхи або маршрутах переміщення пакетів по мережі.
Маршрутизатор працюють на мережному рівні моделі OSI. Для маршрутизаторів мережу - це набір мережевих адрес пристроїв і безліч мережевих шляхів. Маршрутизатор аналізують всі можливі шляхи між будь-якими двома вузлами мережі і вибирають найкоротший з них. При виборі можуть братися до уваги і інші фактори, наприклад, стан проміжних вузлів і ліній зв'язку, пропускна спроможність ліній або вартість передачі даних.
Для того, щоб маршрутизатор міг виконувати покладені на нього функції йому повинна бути доступна більш розгорнута інформація про мережу, ніж та, яка доступна мосту. У заголовку пакета мережного рівня крім мережевої адреси є дані, наприклад, про критерії, який повинен бути використаний при виборі маршруту, про час життя пакета в мережі, про те, яким протоколом верхнього рівня належить пакет.
Завдяки використанню додаткової інформації, маршрутизатор може здійснювати більше операцій з пакетами, ніж міст / комутатор. Тому програмне забезпечення, необхідне для роботи маршрутизатора, є більш складним.
На малюнку 3 показаний ще один тип комунікаційних пристроїв - шлюз, який може працювати на будь-якому рівні моделі OSI. Шлюз (gateway) - це пристрій, що виконує трансляцію протоколів. Шлюз розміщується між взаємодіючими мережами і служить посередником, що переводять повідомлення, що надходять з однієї мережі, у формат іншої мережі. Шлюз може бути реалізований як чисто програмними засобами, встановленими на звичайному комп'ютері, так і на базі спеціалізованого комп'ютера. Трансляція одного стека протоколів в інший представляє собою складну інтелектуальну задачу, що вимагає максимально повної інформації про мережу, тому шлюз використовує заголовки всіх трансльованих протоколів.

Специфікація IEEE 802

Приблизно в той же час, коли з'явилася модель OSI, була опублікована специфікація IEEE 802, яка фактично розширює мережеву модель OSI. Це розширення відбувається на канальному і фізичному рівнях, які визначають як більш ніж один комп'ютер може отримати доступ до мережі, уникнувши конфліктів з іншими комп'ютерами мережі.
Цей стандарт деталізує ці рівні за допомогою розбиття канального рівня на 2 підрівні:
- Logical Link Control (LLC) - підрівень управління логічним зв'язком. Управляє зв'язками між каналами даних і визначає використання точок логічного інтерфейсу, званих Services Access Point (Точки доступу у службам), які іншими комп'ютерами можуть використовуватися для передачі інформації на верхні рівні моделі OSI;
- Media Access Control (MAC) - підрівень управління доступом до пристроїв. Надає паралельний доступ для декількох мережевих адаптерів на фізичному рівні, має пряму взаємодію з мережевою картою комп'ютера і відповідає за забезпечення безпомилкової передачі даних між комп'ютерами в мережі.

За стеку протоколів

Набір протоколів (або стек протоколів) являє собою поєднання протоколів, які спільно працюють для забезпечення мережевої взаємодії. Ці набори протоколів зазвичай розбивають на три групи, відповідні мережевий моделі OSI:
- мережеві;
- транспортні;
- прикладні.
Мережеві протоколи надають такі послуги:
- адресацію і маршрутизацію інформації;
- перевірку на наявність помилок;
- запит повторної передачі;
- встановлення правил взаємодії конкретної мережевий середовищі.
Популярні мережеві протоколи:
- DDP (Delivery Datagram Protocol - Протокол доставки дейтаграм). Протокол передачі даних Apple, який використовується в AppleTalk.
- IP (Internet Protocol - Протокол Інтернет). Частина набору протоколів TCP / IP, що забезпечує адресну інформацію та інформацію про маршрутизації.
- IPX (Internetwork Packet eXchange - Міжмережевий обмін пакетами) і NWLink. Протокол мереж Novell NetWare (і реалізація цього протоколу фірмою Microsoft), який використовується для маршрутизації і напрямки пакетів.
- NetBEUI. Розроблений спільно IBM і Microsoft, цей протокол забезпечує транспортні послуги для NetBIOS.
Транспортні протоколи відповідають за забезпечення надійного транспортування даних між комп'ютерами.
Популярні транспортні протоколи:
- ATP (AppleTalk Transaction Protocol - Транзакційний протокол AppleTalk) і NBP (Name Binding Protocol - Протокол зв'язування імен). Сеансовий і транспортний протоколи AppleTalk.
- NetBIOS / NetBEUI. Перший - встановлює з'єднання між комп'ютерами, а другий - надає послуги передачі даних для цього з'єднання.
- SPX (Sequenced Packet exchange - Послідовний обмін пакетами) і NWLink. Орієнтований на з'єднання протокол Novell, який використовується для забезпечення доставки даних (і реалізація цього протоколу фірмою Microsoft).
- TCP (Transmission Control Protocol - Протокол управління передачею). Частина набору протоколів TCP / IP, що відповідає за надійну доставку даних.
Прикладні протоколи, відповідальні за взаємодію додатків.
Популярні прикладні протоколи:
- AFP (AppleTalk File Protocol - Файловій протокол AppleTalk). Протокол віддаленого управління файлами Macintosh.
- FTP (File Transfer Protocol - Протокол передачі даних). Ще один член набору протоколів TCP / IP, який використовується для забезпечення послуг з передачі файлів.
- NCP (NetWare Core Protocol - Базовий протокол NetWare). Оболонка і редиректори клієнта Novell.
- SMTP (Simple Mail Transport Protocol - Простий протокол передачі пошти). Член набору протоколів TCP / IP, який відповідає за передачу електронної пошти.
- SNMP (Simple Network Management Protocol - Простий протокол керування мережею). Протокол TCP / IP, який використовується для управління і спостереження за мережевими пристроями.