Сетевая архитектура Windows и модель OSI

В этой статье рассматриваются сетевая архитектура Windows и как сетевые драйверы Windows реализуют нижние четыре уровня модели OSI.

Общие сведения обо всех семи уровнях модели см. в модели OSI.

Операционные системы Microsoft Windows используют сетевую архитектуру, основанную на модели сети семиуровневой сети, разработанной Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1978 году.

Эталонная модель взаимодействия систем ISO Open Systems (OSI) описывает сеть как "ряд уровней протокола с определенным набором функций, выделенных каждому уровню. Каждый слой предлагает определенные службы для более высоких слоев, экранируя эти слои от подробных сведений о том, как реализуются службы. Четко определенный интерфейс между каждой парой смежных слоев определяет службы, предоставляемые более низким уровнем, и способ доступа к этим службам".

На следующей схеме показана модель OSI.

Сетевые драйверы Windows реализуют нижние четыре уровня модели OSI.

Физический уровень

Физический уровень — самый низкий уровень модели OSI. Этот уровень управляет приемом и передачей неструктурированного необработанного битового потока через физический носитель. В нем описываются электрические и оптические, механические и функциональные интерфейсы физической среды. Физический уровень несет сигналы для всех более высоких слоев.

В Windows сетевая интерфейсная карта (NIC) реализует физический уровень, ее транссивер и среду, к которой подключена эта карта.

Уровень связи с данными

Слой канала данных отправляет кадры между физическими адресами и отвечает за обнаружение ошибок и восстановление, происходящие на физическом уровне.

Уровень связи данных делится Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE) на два подуровня: управление доступом к среде (MAC) и управление логической связью (LLC).

МАК

MAC подуровень управляет доступом к физическому уровню, проверяет ошибки кадров и выполняет распознавание адресов полученных кадров.

В сетевой архитектуре Windows подуровень MAC реализуется в сетевом адаптере. Сетевой адаптер управляется драйвером программного устройства, который называется минипорт-драйвером. Windows поддерживает несколько вариантов драйверов минипорта, включая драйверы минипорта WDM, диспетчеры вызовов минипорта (MCMs) и промежуточные драйверы минипорта.

ООО

Подуровень LLC обеспечивает перенос кадров данных из одного узла в другой без ошибок. Подслой LLC устанавливает и завершает логические связи, управляет потоком кадров, упорядочивает кадры, подтверждает кадры и повторно отправляет неподтвержденные кадры. Подуровень LLC использует подтверждение кадров и повторную передачу для обеспечения практически безошибочной передачи по каналу связи на выше расположенные слои.

В Windows драйвер программного обеспечения, известный как драйвер протокола , реализует подложку LLC.

Сетевой уровень

Сетевой слой управляет операцией подсети. Этот уровень определяет физический путь, который должны принимать данные, на основе следующего:

• Сетевые условия

• Приоритет службы

• Другие факторы, такие как маршрутизация, управление трафиком, фрагментация кадров и повторная сборка, сопоставление логических и физических адресов и учет использования

Драйвер протокола реализует сетевой уровень.

Уровень транспортировки

Транспортный слой гарантирует, что сообщения доставляются без ошибок в последовательности и без потери или дублирования. Этот уровень освобождает протоколы более высокого уровня от беспокойства по поводу передачи данных со своими одноранговыми узлами.

Минимальный уровень транспорта требуется в стеках протоколов, включающих подложку надежной сети или LLC, которая обеспечивает возможность виртуального канала. Например, поскольку драйвер транспорта NetBEUI для Windows является подложкой LLC, совместимой с OSI, его функции транспортного слоя минимальны. Если стек протоколов не включает подуровень LLC, а сетевой слой ненадежен или поддерживает дейтаграммы (как в IP уровне TCP/IP или IPX уровне NWLink), транспортный слой должен включать в себя последовательность кадров и подтверждение, а также повторную передачу неподтверждённых кадров.

В сетевой архитектуре Windows драйвер протокола, который иногда ссылается на транспортный драйвер, реализует транспортный слой.