Сетевая архитектура Windows и модель OSI

В этой статье 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.

В операционных системах Microsoft Windows используется сетевая архитектура, основанная на семиуровневой сетевой модели, разработанной Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1978 году.

В эталонной модели ISO Open Systems Interconnection (OSI) сеть описывается как "ряд уровней протокола с определенным набором функций, выделенных для каждого уровня. Каждый уровень предлагает определенные службы для более высоких уровней, 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 уровнем, и способ доступа к этим службам".

На следующей схеме показана модель OSI.

Сетевые драйверы 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 ней описываются электрические и оптические, механические и функциональные интерфейсы для физической среды. Физический слой несет сигналы для всех более высоких слоев.

В Windows сетевой интерфейс карта (NIC) реализует физический уровень, его приемопередататель и среду, к которой подключен сетевой адаптер.

Уровень канала данных

Уровень канала 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 минипорта, включая драйверы WDM miniport, диспетчеры вызовов мини-порта (MCM) и промежуточные драйверы минипорта.

LLC

Подслой LLC обеспечивает безошибную передачу кадров данных с одного узла на другой. Подслой LLC устанавливает и завершает логические связи, управляет потоком кадров, последовательность кадров, подтверждает кадры и повторно перенаправляет непризнанные кадры. Подслой LLC использует подтверждение кадра и повторную передачу для обеспечения практически безошибочной передачи по ссылке на указанные выше слои.

В Windows программный драйвер, известный как драйвер протокола , реализует подслой LLC.

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

Драйвер протокола реализует сетевой уровень.

Уровень транспорта

Транспортный уровень гарантирует, что сообщения доставляются без ошибок, в последовательности 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, обеспечивающий возможность 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 содержит подслой LLC и сетевой уровень ненадежный или поддерживает датаграммы (как в случае с ip-уровнем TCP/IP или уровнем IPX NWLink), транспортный уровень должен включать секвенирование и подтверждение кадров, а также повторную передачу непризнанных кадров.

В сетевой архитектуре Windows драйвер протокола, иногда называемый драйвером транспорта, реализует транспортный уровень.