Формальні умови передачі інформації по мережі

Будь-який інформаційний контакт між людьми виконується відповідно до певних правил. Діалог, тобто двосторонній обмін інформацією, не може відбутися без процедурних правил, що визначають порядок обміну інформацією, передбачають виникнення помилок, перерв і т.д. У сучасних мережах домінуюче значення набула концепція "протоколу" – формальної процедури взаємодії.

Необхідність розробки протоколів для взаємодії в мережі добре ілюструється прикладом з повсякденного життя – бесідою двох людей. Справа в тому, що для бесіди необхідно виконання цілої низки умов, що самі по собі розуміються. Мовою теорії інформації спілкування можливо в "погодженій системі". Справді, необхідно, щоб обидві людини користувались однаковими фізичними апаратами для передачі та прийому інформації. При спілкуванні машин ці умови відповідають фізичному рівню протоколу взаємодії, що встановлює на цьому рівні погодженість у системі. Еквівалентом діалогу людей може бути діалог електричних апаратів, у яких середовищем спілкування служить мережа зв'язку. На фізичному рівні необхідно домовитися про тип електричних сигналів, про те, що вони означають, про точний сенс сполучень і т.п. Співрозмовники мають користуватися одним і тим самим словником. На машинному рівні це відповідає набору команд, що використовуються обома машинами для зв'язку. Більш високим необхідним рівнем для проведення бесіди є використання однакових законів об'єднання слів у фрази, тобто загальних конструктивних основ мови і граматики. Число рівнів можна продовжити. Існує, нарешті, рівень взаєморозуміння, коли домовляються про термінологію, що вживається, підбирають у співрозмовники людей одного рівня кваліфікації і т.д. Умови погодженої взаємодії в мережі комп'ютерів, терміналів, концентраторів і комутаційних вузлів формулюють у вигляді набору правил, об'єднаних Всесвітньою організацією зі стандартизації в стандарт для певного типу мережі. Для різноманітного типу мереж існують різноманітні стандарти, наприклад, стандарт для телефонної мережі загального користування, стандарт X. 21 для комутуємої мережі передачі даних, стандарт X. 25 для мережі з пакетною комутацією і т.д.

Весь процес взаємодії систем у мережі, починаючи від команд для сполучення каналу і закінчуючи діалогом користувачів, можна уявити як ієрархію рівнів. Міжнародна організація стандартів розробила таку ієрархію з семи рівнів, тобто формалізовала всі можливі процедурні дії в мережі у вигляді упорядкованої ієрархічної системи, що складається із семи функціональних поверхів або рівнів. Правила взаємодії, формати даних і тимчасові співвідношення в межах одного рівня називають міжрівневим інтерфейсом. Таким чином, взаємодія в мережі на одному рівні визначається протоколом, а сусідні по вертикалі рівні взаємодіють один з одним через міжрівневий інтерфейс.

Кожний з семи рівнів має власний набір правил (протокол) і відповідну назву (у порядку ієрархії від вищого до нижчого):

7. Прикладний рівень (Application).

6. Представницький рівень (Presentaition)

5. Сеансовий рівень (Session).

4. Транспортний рівень (Transport).

З. Мережевий рівень (Network).

2. Канальний рівень (Data Link).

1. Фізичний рівень (Physical).

Завдання кожного нижчого рівня, наприклад, N-1, полягає в забезпеченні функціонування більш високого рівня N.

Фізичний рівень – найнижчий – здійснює управління фізичним каналом, визначає електричні та механічні характеристики підключення каналів зв'язку, тобто передачу відповідної напруги і перетворення сигналів. Цей рівень забезпечує сервіс для наступного рівня управління інформаційним каналом.

Канальний рівень (рівень управління каналом) організує канал, стежить за його сполученням і роз'єднанням, забезпечує передачу даних через сполучення КУД – АПД.