Эталонная модель взаимодействия открытых систем (МВОС, OSI — open system interconnection) — это наиболее удачная попытка стандартизовать протоколы обмена информацией. Она была разработана и утверждена ISO в тесном взаимодействии с CCITT в 1984 году. МВОС не только стала основой для разработки сетевых стандартов, но и явилась хорошей методологической основой для изучения и сравнения сетевых технологий. Несмотря на то что были разработаны и другие модели, большинство разработчиков и поставщиков сетевых продуктов используют терминологию эталонной модели МВОС.
В соответствии с МВОС все протоколы взаимодействия систем подразделяются на семь уровней — физический, канальный (звена данных), сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной. Рассмотрим кратко основные функции перечисленных уровней.
Нижним уровнем иерархии является физический, определяющий электрические и механические характеристики подключения к физическим канатам связи, а также процедуры передачи потока битов от одного узла к другому. Этот уровень обеспечивает сервис для канального уровня, определяющего функции управления передачей информации по каналу связи между двумя узлами. К ним, в первую очередь, относятся упаковка передаваемой информации в кадры определенной длины, формирование проверяющих символов и проверка содержимого кадров после их передачи, передача и прием подтверждений о приеме кадров, повторная передача неподтвержденных кадров и т. д. Таким образом, основные функции управления каналом связи состоят в установлении, поддержании и разъединении каналов. При этом методы управления существенно зависят от типа канала связи (физическая линия, телефонный канал, спутниковый канал и т. д.).
Сетевой уровень обеспечивает взаимодействие между узлом и сетью. Он формирует сетевые адреса пакетов, управляет потоками, адресацией, маршрутизацией, организацией и поддержанием транспортных соединений. Единицей информации протоколов сетевого уровня является пакет, поэтому иногда этот уровень называют пакетным.
Транспортный уровень предназначен для трансляции массивов из одного порта в другой. Под портом понимается конец логического канала сети передачи данных, где фактически завершаются операции т ранспортировки данных и начинаются операции между вычислительными процессами. Транспортный уровень обеспечивает установление и разъединение транспортных соединений, управление информационными потоками от порта до порта, сборку и разборку пакетов, принадлежащих передаваемому в сеансе связи массиву. В связи с тем, что транспортный уровень предназначен для пересылки данных из источника адресату, протоколы данного уровня часто называют межконцевыми или сквозными. Транспортный уровень является последним в иерархии уровней, обеспечивающих транспортный сервис; он освобождает более высокие уровни от организации передачи данных.
Основное назначение сеансового уровня — организация, поддержание и окончание сеансов между прикладными процессами (организация и поддержание логической связи между распределенными работами). Сеансы устанавливаются через представительский уровень. Целью представительского уровня является преобразование данных в форму, удобную для прикладной программы. На представительском уровне происходит преобразование форматов данных и команд. Прикладной уровень представляет собой процесс обработки информации — прикладные процессы. Он обеспечивает работу прикладной программы так же, как если бы она выполнялась не через базовую сеть передачи данных, а автономно в вычислительной машине.
Несмотря на различие функций протоколов четырех нижних уровней, обеспечивающих транспортный сервис, они обладают некоторыми общими характерными чертами. В первую очередь это касается способов подтверждения правильности доставки информации. Надежная передача пакетов (на сетевом уровне) или кадров (на канальном уровне) осуществляется с помощью передачи подтверждений (квитанций) об успешной доставке и использовании механизмов окна и интервала ожидания (time-out). При этом, как правило, источник может послать не более N пакетов (кадров), не дожидаясь подтверждения от адресата (N — размер окна). Получение квитанции, подтверждающей прием адресатом, разрешает передачу следующего пакета (продвигает окно). В протоколах, предусматривающих передачу очередного (кадра) только после получения квитанции на предыдущий пакет, очевидно, размер окна равен единице. Время ожидания подтверждения об успешной доставке ограничивается некоторой величиной timeout. В случае непоступления квитанции за время time-out (это может произойти из-за искажения кадра или квитанции в канале или из-за отсутствия свободного буферного пространства в принимающем устройстве) передача пакета (кадра) повторяется. Следует отметить, что описанные выше механизмы надежной доставки информации эффективно используется также для реализации процедур управления потоком.