Модель взаимодействия ISO OSI. Сетевой уровень

Наличие сетевого уровня обусловлено необходимостью реализации межсетевого взаимодействия. Только самые простые сети состоят из одной локальной сети. Обычно сети имеют развернутую структуру и состоят из нескольких объединенных локальных сетей.

Почему нельзя сделать одну большую локальную сеть? Да потому, что передача данных в локальной сети, осуществляемая канальным уровнем, имеет широковещательный характер, то есть передается всем компьютерам сразу. Что, помимо вопросов безопасности, имеет чисто технический аспект - значительное увеличение трафика (объема передаваемых данных) на отдельно взятых участках, что, в свою очередь, порождает замедление работы сети. Наличие такой глобальной сети, как Интернет, при такой постановке вопроса вообще было бы невозможно. Тем не менее, уже сегодня, если вам нужна ванна стальная купить ее в Сети – не проблема.

В отличие от канального уровня, имеющего дело с физическими адресами, сетевой уровень работает с логическими адресами, индивидуальными для каждого компьютера, подключенного к сети.

Таким образом, сетевой уровень обеспечивает передачу данных между удаленными компьютерами в глобальной сети. Основной единицей передачи данных является сетевой пакет, который помещается в оболочку - фрейм данных. Сетевой пакет также состоит из заголовка и поля данных. Конечное поле у сетевых протоколов встречается редко.

Сетевой заголовок вместе с данными сетевого пакета образует поле данных (Payload) канального фрейма.

В глобальных сетях (WAN) между компьютерами, как правило, находится один или несколько маршрутизаторов. Между соседними маршрутизаторами на канальном уровне всегда имеется прямое соединение.

Маршрутизатор вынимает сетевой пакет из фрейма данных (одного канального протокола) и перед тем, как отправить его в другой канал, помещает в оболочку другой фрейм данных (обычно другого канального протокола). Сетевой уровень «не видит» устройств, работающих на физическом и канальном уровнях (модемов, повторителей, переключателей и т. д.). То есть фактически при помощи сетевого уровня можно душевые кабины купить прямо сейчас. Согласитесь, это просто невероятно!

Для сетевого уровня безразлично, какие именно канальные протоколы использовались на пути между обоими узлами соединения.

Сетевым интерфейсом может быть, к примеру, карта для Ethernet или последовательный порт. Сетевой интерфейс имеет однозначный адрес в рамках WAN.