Функции сетевого уровня
Сетевой уровень, или Уровень OSI 3, предоставляет службы для обмена отдельными частями данных по сети между определенными конечными устройствами. Для выполнения этих функций, сетевой уровень использует четыре базовых процесса:
- Адресация
- Инкапсуляция
- Маршрутизация
- Декапсуляция
Адресация
Во-первых, Сетевой уровень должен обеспечить механизм для адресации этих конечных устройств. Если отдельные части данных должны быть направлены к конечному устройству, у того устройства должен быть уникальный адрес. В сети IPv4, когда этот адрес добавляется к устройству, то устройство называют узел или хост.
Инкапсуляция
Во-вторых, Сетевой уровень должен обеспечить инкапсуляцию. Мало того, что устройства должны быть идентифицированы с помощью адреса, отдельные части - PDU Сетевого уровня - также должны содержать эти адреса. Во время процесса инкапсуляции Уровень 3 получает PDU Уровня 4 и добавляет заголовок Уровеня 3, или метку, чтобы создать PDU Уровня 3. Когда мы говорим о Сетевом уровне, мы называем этот PDU пакет. Когда пакет создается, заголовок должен содержать, помимо другой информации, адрес узла, которому он отправляется. Этот адрес называют адресом получателя. Уровень 3 заголовка также содержит адрес отправляющего узла. Этот адрес называют адрес источника.
После того, как Сетевой уровень завершает свой процесс инкапсуляции, пакет отправляется вниз на Канальный уровень - для подготовки к транспортировке по передающей среде (каналам связи).
Маршрутизация
Затем, в функциональные обязанности сетевого уровня входит предоставление служб, чтобы направить эти пакеты к их конечному хосту. Хосты источника и назначения не всегда находятся в той же самой сети. Фактически, пакету, возможно, придется пройти через множество различных сетей. По пути следования каждый пакет должен вестись через сеть, чтобы достигнуть своего конечного места назначения. Промежуточные устройства, которые соединяют сети, называются маршрутизаторами. Роль маршрутизатора состоит в выборе пути следования пакетов и в их направлении к месту назначения. Этот процесс известен как маршрутизация.
Во время маршрутизации через объединенную сеть пакет может пересечь много посреднических устройств. Каждый маршрут, которым следует пакет, чтобы достигнуть следующего устройства, называют хопом. Во время передачи пакета его содержимое (PDU Транспортного уровня) остается нетронутым, пока не будет достигнут конечный хост.
Декапсуляция
Наконец, пакет достигает конечного хоста и обрабатывается на Уровне 3. Узел исследует адрес получателя, чтобы проверить, что пакет адресовался этому устройству. Если адрес корректен, пакет декапсулируется Сетевым уровнем и PDU 4-го Уровня, содержавшийся в пакете, передается соответствующей службе Транспортного уровня.
В отличие от Транспортного уровня (Уровень OSI 4), который управляет транспортом данных между процессами, работающими на каждом конечном узле, протоколы Сетевого уровня определяют структуру пакетов и обработку, используемую для передачи данных от одного узла до другого узла. Работа безотносительно к данным приложения, которые содержатся в каждом пакете, позволяет Сетевому уровню переносить пакеты для множества типов коммуникаций между множеством хостов.
Далее: Протоколы Сетевого уровня. Протокол IP