Уровень сетевого взаимодействия

Уровень сетевого взаимодействия обеспечивает транспортировку данных, получаемых от верхнего (прикладного) уровня, решая при этом задачи сетевого и транспортного уровней ЭМВОС - адресование, доставку и обеспечения целостности данных. Существуют два типа объектов уровня сетевого взаимодействия  - маршрутизаторы и пользователи. При этом пользователем является сетевой объект - получатель или отправитель, который обменивается данными с уровнем прикладного взаимодействия.

Маршрутизаторы являются основой сети и отвечают за адресование и доставку данных между собой и пользователями посредством уровня физического взаимодействия. Порядок, правила и принципы функционирования объектов уровня сетевого взаимодействия определяются типами используемых сетевых архитектур, к основным из которых относятся TCP/IP, DЕСnet, SNA, IDP Xerox, XNS Xerox и Novell NetWare, Apple Talk, ISO. Каждый тип разрабатывался независимо, поэтому они имеют совершенно независимые структуры и перечни протоколов. В настоящее время наибольшее распространение имеют архитектуры TCP/IP, ISO и Novell NetWare (XNS Xerox).

В настоящее время все сетевые архитектуры имеют механизмы взаимодействия. Используемые механизмы взаимодействия  более подробно будут показаны в описаниях сетевых архитектур.

Функции сетевого уровня ЭМВОС

Протоколы канального уровня не позволяют строить сети с развитой структурой, например, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Для того, чтобы, с одной стороны, сохранить простоту процедур передачи пакетов для типовых топологий, а с другой стороны, допустить использование произвольных топологий, вводится дополнительный сетевой уровень.

Прежде, чем приступить к рассмотрению функций сетевого уровня , уточним, что понимается под термином "сеть". В протоколах сетевого уровня термин "сеть" означает совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачи пакетов общую базовую сетевую технологию. Внутри сети сегменты не разделяются маршрутизаторами, иначе это была бы не одна сеть, а несколько сетей. Маршрутизатор соединят несколько сетей в интерсеть.

Основная идея введения сетевого уровня состоит в том, чтобы оставить технологии, используемые в объединяемых сетях в неизменном в виде, но добавить в кадры канального уровня дополнительную информацию - заголовок сетевого уровня, на основании которой можно было бы находить адресата в сети с любой базовой технологией. Заголовок пакета сетевого уровня имеет унифицированный формат, не зависящий от форматов кадров канального уровня тех сетей, которые могут входить в объединенную сеть.

Заголовок сетевого уровня должен содержать адрес назначения и другую информацию, необходимую для успешного перехода пакета из сети одного типа в сеть другого типа. К такой информации может относиться, например:

В качестве адресов отправителя и получателя в составной сети используется не МАС-адрес, а пара чисел - номер сети и номер компьютера в данной сети. В канальных протоколах поле "номер сети" обычно отсутствует - предполагается, что все узлы принадлежат одной сети. Явная нумерация сетей позволяет протоколам сетевого уровня составлять точную карту межсетевых связей и выбирать рациональные маршруты при любой их топологии, используя альтернативные маршруты, если они имеются, что не умеют делать мосты.

Таким образом, внутри сети доставка сообщений регулируется канальным уровнем. А вот доставкой пакетов между сетями занимается сетевой уровень.

Существует два подхода к назначению номера узла в заголовке сетевого пакета. Первый основан на использовании для каждого узла нового адреса, отличного от того, который использовался на канальном уровне. Преимуществом такого подхода является его универсальность и гибкость - каков бы ни был формат адреса на канальном уровне, формат адреса узла на сетевом уровне выбирается единым. Однако, здесь имеются и некоторые неудобства, связанные с необходимостью заново нумеровать узлы, причем чаще всего вручную.

Второй подход состоит в использовании на сетевом уровне того же адреса узла, что был дан ему на канальном уровне. Это избавляет администратора от дополнительной работы по присвоению новых адресов, снимает необходимость в установлении соответствия между сетевым и канальным адресом одного и того же узла, но может породить сложную задачу интерпретации адреса узла при соединении сетей с разными форматами адресов.

Транспортный уровень