Сетевая архитектура Windows и модель OSI
В этом разделе рассматривается сетевая архитектура Windows и то, как сетевые драйверы Windows реализуют четыре нижних уровня модели OSI.
Общие сведения о всех семи уровнях модели см. в разделе Модель OSI.
Операционные системы Microsoft Windows используют сетевую архитектуру, основанную на семиуровневой сетевой модели, разработанной Международной организацией по стандартизации (ISO).
Представленная в 1978 году эталонная модель ISO Open Systems Interconnection (OSI) описывает сеть как «ряд уровней протокола с определенным набором функций, выделенных для каждого уровня. Каждый слой предлагает определенные службы для более высоких слоев, экранируя эти уровни от сведений о том, как они реализуются. Четко определенный интерфейс между каждой парой смежных слоев определяет службы, предлагаемые нижним и более высоким уровнями, и способ доступа к этим службам».
На следующей схеме показана модель OSI.
Сетевые драйверы Microsoft Windows реализуют четыре нижних уровня модели OSI.
Физический уровень
Физический уровень — это самый низкий уровень модели OSI. Этот уровень управляет приемом и передачей неструктурированного потока необработанных битов через физическую среду. В нем описываются электрические и оптические, механические и функциональные интерфейсы для физической среды. Физический слой несет сигналы для всех более высоких слоев.
В Windows физический уровень реализуется с помощью сетевого интерфейса карта (NIC), его приемопередатчика и среды, к которой подключен сетевой адаптер.
Уровень канала данных
Уровень связи данных отправляет кадры между физическими адресами и отвечает за обнаружение ошибок и восстановление, происходящие на физическом уровне.
Уровень канала данных также разделен Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE) на два подслоя: управление доступом к мультимедиа (MAC) и управление логическими ссылками (LLC).
MAC
Подслой MAC управляет доступом к физическому уровню, проверяет ошибки кадров и управляет распознаванием адресов полученных кадров.
В сетевой архитектуре Windows подслой MAC реализуется в сетевом адаптере. Сетевой адаптер управляется драйвером программного устройства, который называется драйвером мини-порта. Windows поддерживает несколько вариантов драйверов мини-портов, включая драйверы мини-портов WDM, диспетчеры вызовов мини-портов (MCM) и промежуточные драйверы минипорта.
LLC
Подслой LLC обеспечивает безошибочной передачу кадров данных с одного узла на другой. Подслой LLC устанавливает и завершает логические связи, управляет потоком кадров, последовательностью кадров, подтверждением кадров и повторной передачой непризнанных кадров. Подслой LLC использует подтверждение кадра и повторную передачу для обеспечения практически безошибочной передачи по ссылке на указанные выше слои.
В Windows подслой LLC реализуется программным драйвером, известным как драйвер протокола.
Сетевой уровень
Сетевой уровень управляет работой подсети. Этот уровень определяет физический путь, который должны пройти данные, на основе следующего:
- условия сети;
- Приоритет службы
- Другие факторы, такие как маршрутизация, управление трафиком, фрагментация кадров и повторная сборка, сопоставление логических и физических адресов и учет использования
Сетевой уровень реализуется драйвером протокола.
Транспортный уровень
Транспортный уровень гарантирует, что сообщения доставляются без ошибок, последовательно и без потери или дублирования. Этот уровень избавляет протоколы более высокого уровня от заботы о передаче данных со своими коллегами.
Минимальный транспортный уровень требуется в стеках протоколов, которые включают в себя надежную сеть или подслой LLC, предоставляющий возможности виртуального канала. Например, так как драйвер транспорта NetBEUI для Windows является подслоем LLC, совместимым с OSI, его функции транспортного уровня минимальны. Если стек протоколов не включает в себя подслой LLC и если сетевой уровень ненадежный и (или) поддерживает датаграммы (как в случае со слоем IP TCP/IP или уровнем IPX NWLink), транспортный уровень должен включать виртуализацию и подтверждение кадров, а также повторную передачу непризнанных кадров.
В сетевой архитектуре Windows транспортный уровень реализуется драйвером протокола, который иногда называется драйвером транспорта.