Virtuelle Netzwerk- (Schicht 3) und Transport- (Schicht 4) Verbindungen
Dies ist die am häufigsten verwendete Technik zur Unterstützung der Kommunikation zwischen zwei Computern über ein Netzwerk. Die Transportschicht ist für den Aufbau einer virtuellen Verbindung zum Zielhost verantwortlich und stellt sicher, dass die Daten zuverlässig und in der richtigen Reihenfolge übermittelt werden. Das typische Transportprotokoll zum Aufbau virtueller Verbindungen ist TCP (Transmission Control Protocol). Bei TCP überträgt der Sender Datenpakete an den Empfänger, die jeweils eine Sequenznummer enthalten. Der Empfänger bestätigt jedes Paket, das er empfängt, und der Sender sendet alle Pakete erneut, für die er keine Bestätigung erhält. Darüber hinaus muss der Empfänger eingehende Pakete puffern, wenn diese schneller eintreffen, als die empfangende Anwendung sie verarbeiten kann. Die Transportschicht sorgt außerdem für eine Flusskontrolle, die sicherstellt, dass der Sender die Daten nicht schneller sendet, als der Empfänger sie verarbeiten kann. Die Flusskontrolle kann mithilfe verschiedener Mechanismen implementiert werden, beispielsweise mit dem Sliding-Window-Protokoll von TCP. Jedes der beiden Geräte entlang einer virtuellen Verbindung stellt unabhängig eine virtuelle Verbindung her und verwaltet diese.
Ein Beispiel für zwei Anwendungsprozesse, die Virtual-Circuit-Verbindungen für die Kommunikation verwenden, ist in der Abbildung unten dargestellt, zusammen mit den entsprechenden Protokoll-Headern jeder Schicht auf den beiden Geräten, wie sie für zwei bestimmte auszutauschende Dateneinheiten erscheinen könnten (wir nennen sie Paket 1 und Paket). 2). Die virtuellen Verbindungen der Transportschicht werden mithilfe des Dienstes virtueller Verbindungen der Netzwerkschicht unterstützt, der von den Internetworking-Geräten der unteren Ebene bereitgestellt wird. Die Netzwerkschicht verwendet Routing-Mechanismen, um Datenpakete vom sendenden Gerät über Netzwerke an das empfangende Gerät weiterzuleiten. Der Sender (Host A1 in der Abbildung) verfügt über eine virtuelle Verbindung zum Empfänger (Host A3 in der Abbildung) mit der Nummer 2. Diese Verbindung kann eine Folge von Subnetzwerken und Subnetzwerkverbindungen mit möglicherweise mehreren Zwischengeräten (B, C) umfassen , und D). Die Routing-Mechanismen in diesen Geräten ermöglichen es ihnen, Daten im Kontext einer bestimmten virtuellen Verbindung korrekt weiterzuleiten.
Interlayer-Beziehung mit Service Access Points
Jede Schicht über der physischen Schicht in einem Netzwerk muss einen Dienst von der darunter liegenden Schicht erhalten. Die Entitäten in einer Schicht nutzen einen oder mehrere Service Access Points (SAPs) von Entitäten in der darunter liegenden Schicht, um auf die Dienste dieser unteren Schicht(en) zuzugreifen.
Dienstleistungen – Auf allen Protokollschichten nutzt eine Protokolleinheit der oberen Schicht einen oder mehrere Service Access Points (SAPs) von Peer-Protokolleinheiten in der Schicht direkt darunter, um bestimmte Dienste zu erhalten. Die Verwendung von SAPs ermöglicht die Bereitstellung von Diensten auf einer Ebene für mehrere Protokollinstanzen, die in der/den höheren Ebene(n) implementiert sind.
Dienste werden normalerweise mithilfe von Grundelementen angefordert oder bereitgestellt – einer besonderen Art von Nachricht, die zwischen Entitäten in verschiedenen Protokollschichten ausgetauscht wird. Im OSI-Modell haben Grundelemente unterschiedliche Namen, die die Funktion widerspiegeln, die sie ausführen, wie zum Beispiel:
- Anfrage
- Hinweis
- Antwort
- bestätigen
SAP-Beispiel – TCP und IP
Die von einer Layer-N-Protokollinstanz bereitgestellten Dienste werden durch Protokolldateneinheiten (PDUs) implementiert, die von dieser Protokollinstanz an jede ihrer Peer-Protokollinstanzen innerhalb derselben Schicht bereitgestellt werden. das heißt, sie werden an die Peer-SAPs übermittelt. In ähnlicher Weise werden Schicht-3-SAPs von Schicht-4-Protokolleinheiten zum Austausch von Schicht-4-PDUs (die typischerweise Pakete mit Benutzer- oder Anwendungsdaten enthalten) verwendet. Jede Protokollschnittstelle darf nur eine begrenzte Anzahl von Dienstprimitivtypen und eine sehr begrenzte Anzahl von SAPs haben. Ein Beispiel ist die Transportschicht SAP der IP-Protokollschnittstelle, die nur zwei SAP-Grundelemente (CONNECT und DATA) und nur ein zugehöriges SAP enthält. Daher müssen alle Pakete, die PDUs enthalten und zwischen Layer-3- und Layer-4-Entitäten fließen, dieses eindeutige SAP verwenden.