Протоколы и интерфейсы

Что бы упростить проектирование, анализ и реализацию обмена сообщениями между компьютерами, эту задачу разбивают на несколько иерархически связанных между собой подзадач.

При передаче сетевого сообщения оба участника сетевого обмена должны следовать множеству соглашений. Соглашения должны быть едиными для всех уровней, от самого низкого уровня передачи битов до самого высокого уровня, определяющего интерпретацию информации. Такие формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений на одном уровне, называют протоколами. Иерархическая организованная совокупность протоколов называют стеком коммуникационных протоколов.

Протоколы соседних уровней на одном узле взаимодействую друг с другом в соответствии с четко определенными правилами, описывающими формат сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень представляет вышележащему уровню.

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, не касающиеся пользовательских приложений. Приложения реализуют свои собственные схемы взаимодействия, обращаясь к системным средствам. Приложение может взять на себя функции нескольких верхних уровней модели OSI.

Предположим, что приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например, файловому сервису. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, в которое помещает служебную информацию (заголовок) и необходимые данные. Затем это сообщение направляется уровню представления, который добавляет в него свой заголовок и т.д. Наконец, сообщение достигает физического уровня, который непосредственно передает сообщение по каналам связи.

Когда сообщение по сети поступает на другую машину, оно последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует, обрабатывает и удаляет заголовок своего уровня, выполняет соответствующие функции, и передает сообщение вышележащему уровню.

В модели OSI различается два основных типа протокола. В проколах с установлением соединения (Connection-Oriented Network Service, CONS) перед обменом данными отправитель и получатель должны вначале установить соединение и, возможно, выбрать протокол, который они будут использовать. После завершения диалога они должны разорвать соединение.

Вторая группа протоколов – протоколы без предварительного установления соединения (Connectionless Network Service, CLNS). Такие протоколы называются также дейтаграммными протоколами. Отправитель передает сообщение когда оно готово. В сетях используются как те, так и другие протоколы.