Модели osi протоколы: Сетевые протоколы по каждому уровню моделей OSI и TCP/IP

Сетевые протоколы по каждому уровню моделей OSI и TCP/IP

Сетевая модель OSI — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Предлагает взгляд на компьютерную сеть с точки зрения измерений. Каждое измерение обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее. В настоящее время основным используемым стеком протоколов является TCP/IP, разработанный ещё до принятия модели OSI и вне связи с ней. В этой заметке я хотел перечислить известные сетевые протоколы разбитые по уровням модели OSI и TCP/IP. 

Эта заметка будет полезна ребятам, которые идут на собеседования, связанные с администрированием компьютерных сетей и серверов. Так как, часто спрашивают назвать несколько протоколов каждого уровня модели OSI, TCP/IP.

Сетевые протоколы модели OSI

В прошлой статье мы узнали, что такое сетевая модель OSI. Сегодня поговорим о сетевых протоколах.

Протоколы передачи данных – это то, что делает возможным передачу информации с использованием правил модели взаимодействия открытых систем. Каждый из семи уровней описанной в прошлой статье модели взаимодействия открытых систем обслуживается своим набором протоколов, или, как еще говорят, стеком протоколов.

Существует достаточно много стеков протоколов. Например, в сетях стандарта Ethernet используется стек TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – Протокол управления передачей/Протокол Интернета).

По аналогии с моделью OSI протоколы также делятся на низкоуровневые и высокоуровневые: низкоуровневые работают на двух-трех нижних уровнях, высокоуровневые – на высших. При этом низкоуровневые протоколы, как правило, имеют аппаратную реализацию, а высокоуровневые обычно реализуются программным путем.

В отличие от протоколов нижнего уровня протоколы высших уровней постоянно модернизируются или к ним добавляются новые. Это позволяет использовать новые методы обработки и шифрования данных, которые соответствуют современным требованиям безопасности передачи информации.

Перечислим самые распространенные протоколы для каждого из уровней модели OSI:

Протоколы физического уровня

На физическом уровне протоколов как таковых нет, за исключением модемных. Используется другое понятие – стандарт. Из наиболее известных стандартов можно отметить X.24, RS-232, EIA-422, RS-485. Примерами модемных являются протоколы V.21, ZyX, PEP.

Протоколы канального уровня

Канальный уровень представлен множеством протоколов, в том числе ARP, Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SMT, SNAP, Frame relay, PPP.

Протоколы сетевого уровня

Представителями протоколов сетевого уровня являются такие протоколы, как IPX, IP, DDP, RTMP, CLNP, RARP и др.

Протоколы транспортного уровня

Транспортный уровень как представитель более интеллектуальных уровней содержит в своем составе множество разных протоколов, яркими представителями которых являются протоколы NetBIOS, UDP, TCP, ATP, SPX, SKIP.

Протоколы сеансового уровня

Представителями протоколов сеансового уровня являются такие протоколы, как RPC, SSL, WSP. На самом деле они представляют собой интерфейс – связующее звено между протоколами высших и низших уровней.

Протоколы уровня представления

На уровне представления работают такие протоколы, как LDAP, XDR и др. Действия этих протоколов практически повторяют друг друга. Их задача – организация процесса преобразования данных в тот вид, который понятен как источнику, так и отправителю.

Протоколы прикладного уровня

Прикладной уровень характеризуется наибольшим количеством разнообразнейших протоколов, их яркими представителями являются HTTP (протокол передачи гипертекста), FTP (протокол передачи файлов), SMTP (протокол передачи почты), X.400, Telnet, SNMP, POP3, IMAP4 и др.

Метки: OSI, протоколы

Сетевая модель osi Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ OSI Линь Л. Т.1, Дык Б. М.2, Хуи Н. Н.3, Чыонг Н. Д.4, Хю Н. Б.5,

Хыонг Л. Ч.6

‘Линь Лай Тхи /Linh Lai Thi — студент, кафедра проектирования и безопасности компьютерных систем, факультет информационной безопасности и компьютерных технологий; 2Дык Буй Минь / Duc Bui Minh — магистрант, кафедра программных систем, факультет инфокоммуникационных технологий; 3Хуи Нгуен Нгок /Huy Nguyen Ngoc — студент, кафедра проектирования и безопасности компьютерных систем, факультет информационной безопасности и компьютерных технологий;

4ЧыонгНгуен Динь / Truong Nguyen Dinh — студент; 5Хю Нгуен Ба / Huy Nguyen Ba — студент, кафедра систем управления и информатики, факультет систем управления и робототехники; 6ХыонгЛыу Чан /Huong Luu Tran — студент, кафедра проектирования и безопасности компьютерных систем, факультет информационной безопасности и компьютерных технологий, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург

Аннотация: сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, ЭМВОС) представляет собой концептуальную модель, которая характеризует и стандартизирует коммуникационные функции телекоммуникационной или вычислительной системы не зависит от их внутренней структуры и технологии. Его целью является совместимость различных систем связи со стандартными протоколами. Модель разделит системы связи в 7 слоев. В этой статьи мы узнаем о архитектуре и принципе работы модели OSI. Ключевые слова: модель OSI, уровень модели OSI, протокол.

Сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, ЭМВОС) представляет собой концептуальную модель, которая характеризует и стандартизирует коммуникационные функции телекоммуникационной или вычислительной системы не зависит от их внутренней структуры и технологии. Его целью является совместимость различных систем связи со стандартными протоколами. Модель разделит системы связи в абстракции слоев. Оригинальная версия модели определили семь слоев. Цель этой модели является совместимостью различных систем связи со стандартными протоколами. Модель разделит системы связи в абстракции слоев. Оригинальная версия модели определилась семью слоев. Каждый слой имеет свои свойства, он использует только функции его нижнего слоя, и разрешает только верхнему слою, использует свои функции. Эта модель является продуктом проекта базовой модели связи открытых систем в Международной организации по стандартизации (КО), поддерживаемой идентификации ISO / IEC 7498-1. Сетевая модель OSI описывает протоколы и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи.

Рис. 1. Модель OSI

Каждый уровень модели OSI выполняет определенную задачу в процессе передачи данных по сети. Базовая модель является основой для разработки сетевых протоколов. OSI разделяет коммуникационные функции в сети на семь уровней, каждый из которых обслуживает различные части процесса области взаимодействия открытых систем [1].

Уровень 1: физический уровень (Physical Layer) — самый нижний уровень, он определяет электрические и физические характеристики соединения данных, связь между устройством и физической среды передачи данных (например, медные или волоконно-оптические кабеля, радиочастота). ). Этот уровень включает в себя расположение жилы, напряжения, сопротивления линии, спецификации кабеля, синхронизации сигналов и аналогичных характеристик подключенных устройств и частоты (5 ГГц или 2,4 ГГц и т.д.) для беспроводных устройств. Физический уровень отвечает за передачу и прием неструктурированных необработанных данных на физической среде. Режим передачи на этом уровне может быть симплексом, полудуплексом и полным дуплексом. Сетевая топология может быть шиной, ячеистой или кольцом. Физический уровень никогда не касаются протоколов или других подобных элементов более высокого уровня. Примеры аппаратных средств на этом слое являются сетевые адаптеры, повторители, сетевые концентраторы, модемы и медиаконвертер.

Уровень 2: Канальный уровень (Data Link Layer) обеспечивает связь между двумя напрямую соединенными узлами (node-to-node data transfer). Этот уровень предназначен для обнаружения и исправления ошибок, которые могут возникнуть на физическом уровне. Он определяет протокол для установления и прекратить соединение между двумя физическими подключенными устройствами. Он также определяет протокол для управления потоком данных между ними. Для работы канального уровня придумали следующие протоколы: ARCnet, ATM, Controller Area Network (CAN), Econet, IEEE 802.3 (Ethernet), Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), StarLan, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Token ring, Link Access Procedures, Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (предоставляет функции LLC для подуровня IEEE 802 MAC), D channel (LAPD), LocalTalk, Multiprotocol Label Switching, Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), Point to Point Protocol (PPP), Serial Line Internet Protocol (SLIP), Unidirectional Link Detection (UDLD), x.25, ARP IEEE 802.11 wireless LAN.

Уровень 3: Сетевой уровень (Network Layer) обеспечивает функциональные и процедурные средства передачи блока информации, передаваемый протоколом без предварительного

установления соединения и создания виртуального канала (называется датаграммой) от одного узла к другому подключен к той же сети. Сеть представляет собой среду передачи, к которой может быть подключить много узлов, на которой каждый узел имеет свой адрес и которая разрешает к каким узлам надо подключить, чтобы передать сообщение на назначенные узлы, связанные с сетью, просто предоставляя содержание сообщение и адрес назначенных узлов и позволяя сети найти способ доставки сообщение к узлу назначения. Если сообщение слишком велико, чтобы передать от одного узла к другому на уровне канала передачи данных, сеть может осуществлять доставку сообщений путем разделения сообщения на несколько фрагментов в одном узле, посылая фрагменты независимо друг от друга, и повторно посылая фрагменты в других узлах. Доставка сообщений на сетевом уровне не гарантированно надежна, Протоколы сетевого уровня могут обеспечить надежную доставку сообщений, но это не обязательно. IP/IPv4/IPv6, IPX, X.25, CLNP, Ipsec, Протоколы маршрутизации — RIP, OSPF (Open Shortest Path First) являются протоколами этого уровня [2].

Уровень 4: Транспортный уровень (Transport Layer) обеспечит надёжную передачу информации от отправителя к получателю через одну или несколько сетей, сохраняя при этом качество сервисных функций. Транспортный уровень контролирует надежность данной линии связи с управлением потоком, сегментацией и десегментацией и контролем ошибок. Некоторые протоколы являются субъектно-ориентированными соединениями. Это значит, что транспортный уровень может отслеживать сегменты и ретранслировать те, которые терпят неудачу. Транспортный уровень также обеспечивает подтверждение передачи данных успешных и посылает следующую информацию, если ошибок не было. Транспортный уровень создает пакеты из сообщения, принятого от прикладного уровня. Пакетирование представляет собой процесс деления длинного сообщения на более короткие сообщения. Протоколы транспортного уровня: ATP, UDP (User Datagram Protocol), CUDP (Cyclic UDP), DCCP, FCP , IL (IL Protocol), NBF, SCTP, SPX, NCP, SST , TCP.

Уровень 5: Сеансовый уровень (Session Layer) обеспечивает поддержание сеанса связи. Он устанавливает, управляет и завершает соединения между локальными или удаленными приложениями. Он обеспечивает полный дуплекс, полу-дуплекс, или симплекс операции. Сеансовый уровень обычно реализуется в средах приложений, использующие удаленными вызовами процедур. Протоколы сеансового уровня: ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol), SMPP (Short Message Peer-to-Peer), ASP (AppleTalk Session Protocol), H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), L2F (Layer 2 Forwarding Protocol), iSNS (Internet Storage Name Service), L2F (Layer 2 Forwarding Protocol), L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), NetBIOS (Network Basic Input Output System), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), PAP (Password Authentication Protocol), PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol), RPC (Remote Procedure Call Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SCP (Session Control Protocol).. .[3].

Уровень 6: уровень представления (Presentation layer) преобразует протоколы и обеспечивает кодирование-декодирование данных. Запросы приложений, полученные с прикладного уровня, на уровне представления преобразуются в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразуются в формат приложений. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или шифрование/дешифрование, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально. Уровень представления обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации из соседних уровней. Это позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных компьютерных системах прозрачным для приложений образом. Уровень представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода. Форматирование кода используется для того, чтобы гарантировать приложению поступление информации для обработки, которая имела бы для него смысл. При необходимости этот уровень может выполнять перевод из одного формата данных в другой. Протоколы уровня представления: XDR (eXternal Data Representation), ICA (Independent Computing Architecture), XDR (eXternal Data Representation), NCP (NetWare Core Protocol), XDR (external Data Representation), AFP (Apple Filing Protocol), X.25 PAD (Packet Assembler/Disassembler Protocol), NDR (Network Data Representation) [4].

Слой 7: Прикладной уровень (Application Layer) является слой OSI ближе к пользователю, как прикладном уровне пользователи взаимодействуют непосредственно с программным приложением. Функции прикладного уровня, как правило, включают в себя идентификацию коммуникационных партнеров, определение доступности ресурсов и синхронизации связи. При определении партнеров связи, прикладной уровень определяет идентичность и доступность коммуникационных партнеров для приложения с данными для передачи. При определении наличия ресурсов, уровень приложений должен решить, существуют ли достаточные сетевые

ресурсы для запрашиваемой связи. В синхронизации связи, все коммуникационные связи между приложениями требует сотрудничества, которые управляется на уровне приложений. Протоколы прикладного уровня: HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), RDP (Remote Desktop Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP3 (Post Office Protocol Version 3), FTP (File Transfer Protocol), XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), OSCAR (Open System for Communication in Real time), Modbus, SIP (Session Initiation Protocol), TELNET (terminal network) и другие.

Мы и разобрали сетевую модель OSI. В настоящее время модель OSI обычно применяет в учебе для объяснения работы инфокоммуникационных сетей. Понимание модели OSI дает нам большую возможность чтобы понять принципы работы модели TCP/IP.

Литература

1. Семиуровневая модель OSI. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sernam.ru/book_icn.php?id=6/ (дата обращения: 02.01.2017).

2. OSI model. [Electronic resource]. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model/ (date of access: 03.01.2017).

3. Сеансовый уровень. [Электронный ресурс]: Сетевая модель OSI. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сетевая_модель_OSI/ (дата обращения: 15.12.2016).

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ

Гибадуллин А. А.

Гибадуллин Артур Амирзянович / Gibadullin Artur Amirzyanovich — студент, кафедра физико-математического образования, факультет информационных технологий и математики, Нижневартовский государственный университет, г. Нижневартовск

Аннотация: статья посвящена математическим пакетам прикладных программ, которые применяются для решения задач, возникающих при изучении математики, и для объяснения учащимся математических закономерностей. Их можно использовать в обучении школьников, студентов физико-математических, инженерно-технических, экономических, педагогических специальностей. Рассматривается возможность использования данных программных средств для описания закономерностей временных пространств, при изучении физических явлений и формул. Ключевые слова: программное обеспечение, Mathcad, Matlab, Scilab, Excel, временное пространство, фрактал, математика, физика.

В современной математике возникают задачи и появляются проблемы, которые не под силу решить человеку. В таком случае на помощь приходит специальное математическое программное обеспечение. Поэтому важной задачей является разработка такого обеспечения и овладение навыками его применения. Например, оно подходит для решения сложных алгебраических и дифференциальных уравнений, исследования графиков функций [1]. Применяется при решении задач по физике, содержащих множество формул и расчетов [2]. Все это указывает на важность компьютерных технологий и обучения им [3].

Для обучения существует специальная дисциплина «Математические пакеты прикладных программ». Автором разработана рейтинговая система оценивания и система заданий для нее

[10]. Внимание также уделяется возможностям вычислительных средств для построения и изучения фракталов [14]. На практике показано, что такое фрактальная размерность, фрактальные закономерности показаны с помощью графики, анимаций [8].

Помимо фрактальной геометрии математические пакеты прикладных программ способны отразить особенности авторских многовременных пространств [4]. С помощью данных пространств можно описать природу и характерные особенности материи и взаимодействий [5]. Они образуют многомерную структуру с различным количеством измерений, которое может меняться [6]. Применяются для исследований различных областей науки и научных работ [7]. Одна из главных их идей заключается в разложении пространства и материи по временам [9]. При попытке их дискретизации возникают такие новые объекты и концепции как Суперверс

[11]. Они способны показать важность такой области исследования как физика времени и внести вклад в нее [12]. С помощью них построена авторская многовременная теория всего, в которой все явления природы объяснены с помощью анизотропных времен [13].

Соответствие популярных стеков протоколов модели OSI

На рис. 1 показано, в какой степени популярные стеки протоколов соответствуют рекомендациям модели OSI. Как мы видим, часто это соответствие весьма условно. В большинстве случаев разработчики стеков отдавали предпочтение скорости работы сети в ущерб модульности — ни один стек, кроме стека OSI, не разбит на семь уровней. Чаще всего в стеке явно выделяются 3-4 уровня: уровень сетевых адаптеров, в котором реализуются протоколы физического и канального уровней, сетевой уровень, транспортный уровень и уровень служб, вбирающий в себя функции сеансового уровня, уровня представления и прикладного уровня.

Структура стеков протоколов часто не соответствует рекомендуемому моделью OSI разбиению на уровни и по другим причинам. Давайте вспомним, чем характеризуется идеальная многоуровневая декомпозиция. С одной стороны, необходимо соблюсти принцип иерархии: каждый вышележащий уровень обращается с запросами только к нижележащему, а нижележащий предоставляет свои сервисы только непосредственно соседствующему с ним вышележащему В стеках протоколов это приводит к тому, что PDU вышележащего уровня всегда инкапсулируется в PDU нижележащего.

С другой же стороны, идеальная многоуровневая декомпозиция предполагает, что все модули, отнесенные к одному уровню, ответственны за решение общей для всех них задачи. Однако эти требования часто вступают в противоречие. Например, основной функцией протоколов сетевого уровня стека TCP/IP (так же как и сетевого уровня OSI) является передача пакетов через составную сеть. Для решения этой задачи в стеке TCP/IP предусмотрено несколько протоколов: протокол продвижения IP-пакетов и протоколы маршрутизации RIP, OSPF и др. Если считать признаком принадлежности к одному и тому же уровню общность решаемых задач, то, очевидно, протокол IP и протоколы маршрутизации должны быть отнесены к одному уровню. Вместе с тем, если принять во внимание, что сообщения протокола RIP инкапсулируются в UDP-дейтаграммы, а сообщения протокола OSPF — в IP-пакеты, то, следуя формально принципу иерархической организации стека, OSPF следовало бы отнести к транспортному, a RIP — к прикладному уровню. На практике же протоколы маршрутизации обычно включают в сетевой уровень.

Модель OSI | CiscoTips

Модель OSI (open systems interconnection basic reference model) — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем.

В программе сетевых академий Cisco эталонной модели уделяется большое внимание. Не смотря на то, что на практике, вместо стека протоколов OSI/ISO используется стек TCP/IP, модель OSI отлично подходит для обучения. Терминология, связанная с моделью используется повсеместно, поэтому понимание OSI необходимо как для сдачи на сертификат CCNA, так и для повседневной работы с оборудованием. Например, вы можете услышать в разговоре фразу: «Маршрутизатор работает на третьем уровне» или прочитать на форуме: «Устройство заглядывает в заголовки четвёртого уровня».

Модель OSI состоит из семи уровней, которые нумеруются снизу вверх:

Большинство данных, передаваемых по сети, порождаются пользовательскими приложениями на седьмом уровне. Например, на седьмом уровне работают такие протоколы как HTTP, POP, SMTP, FTP и другие менее известные. Так или иначе, пользователь «просит» у приложения выполнить какое-то действие, а приложение создаёт данные для передачи по сети.

Затем, прежде чем данные физически отправятся в путешествие по сети, они спускаются от уровня к уровню, начиная с 7-го и вплоть до 1-го. На каждом уровне данные обрастают дополнительной служебной информацией, которая уже не относится к пользовательской. Например, на транспортном уровне, к данным добавляются, в том числе порт отправителя и порт получателя, на сетевом – IP адреса отправителя и получателя.

Если разбираться в терминологии, то данные и называются на каждом уровне по-разному:

• На уровнях с 7-го по 5-ый – «данные»;
• На 4-ом – «сегмент»;
• На 3-ем – «пакет»;
• На 2-ом – «кадр» или «frame»;
• На 1-ом – данные являются просто потоком битов, который физически представляется тем или иным способом.

Как уже было сказано, процесс спуска данных с 7-го уровня до 1-го, сопровождается добавлением новой информации на каждом уровне. Таким образом, пользовательские данные, как бы заворачиваются вовнутрь новой структуры, которая называется сегмент. Затем сегмент заворачивается в пакет, пакет – в кадр. Это процесс называется инкапсуляцией.

Сетевая модель OSI

Сетевая модель OSI

Dependences: none

ВступлениеСуществует множество сетевых моделей. Самыми
распространенными
являются OSI и DoD. Чтобы расширить этот список, можно привести в
пример трехмерную сетевую модель ATM, но в данной статье она не
рассматривается. Далее речь пойдет про модели OSI и DoD, а также их
сравнении.

Что такое
многоуровневая модель?

Если вы уже знакомы с многоуровневыми сетевыми моделями и имеете
представление о преимуществах разбиения протоколов на уровни, то можете
смело пролистывать данный раздел. Но если вы все же заинтересованы
разобраться в этих понятиях, то предлагаю рассмотреть следующий
сценарий: построим сильно упрощенную многоуровневую модель, которая
описывает общение двух людей. Назовем этих людей Speaker и Listener, в
зависимости от того говорит ли человек или слушает.

И так, чтобы людям общаться, они должны говорить на одном языке и
понимать друг друга, иначе речь будет выглядеть как набор непонятных
звуков. Поэтому первая задача — выбрать язык, на котором
говорить. Это является ярким примером выбора одинаковых протоколов для
общения. Далее Speaker разбивает свое предложение на слова, которые в
свою очередь произносятся по звукам. Таким образом, мы разбили процесс
произношения предложения на 3 логических уровня:

Нижлижащие уровни предоставляют службы для более высоких уровней. Так,
например, уровень слов предоставляет произношения по словам для уровня
предложений. Или, другими словами, предоставляет транспортировку
предложения по словам к собеседнику.

Теперь пора
описать функции каждого уровня нашей модели:

1. Уровень передачи звуков описывает как нужно передать
   отдельные
   звуки через физическую среду. Примерами протоколов могут быть: передача
   звуков колебаниями воздуха, кодированием звуков (как азбука Морзе),
   телепатия.
2. Уровень слов описывает формирование слов из звуков
   (правильное написание), нахождение части речи, нахождение значений слов.
3. Уровень предложений описывает построение предложения из
   слов.
   Например, Speaker призносит предложение яблоко хочу, а Listener из
   услышанных слов яблоко и хочу понимает предложение хочу яблого.

Не будем придираться к
лингвистике, так как модель представлена лишь для демонстации
многоуровневой модели.

Как видно из описания уровней модели и их функций, мы выбираем
протоколы какого-либо уровня, не влияя на другие уровни. Примером
служит выбор протокола передачи звуков — неважно, передавать
звуки по воздуху, кодами или телепатией, на формирование слов это не
повлияет. Аналогично, как бы мы не выбрали граматику для построения
предложения, это не повлияет на разбиение его на слова и передачу
звуками.

Рассмотрим как проходит процесс произношения предложения Speaker’ом и
восприятия его Listener’ом. Speaker хочет сказать предложение, для чего
он разбивает его на слова и произносит звуками. Listener производит
операции в обратном порядке: слышит звуки, из которых формирует слова,
далее предложение. Значит процесс общения начинается на верхнем уровне
модели для Speaker’а проходит вниз уровень за уровнем, затем подымается
вверх по уровнях для Listener’а и заканчивается на высшем уровне. Можно
сделать вывод, что общение собеседников происходит по вертикали модели.

Также следует заметить, что логически общение между уровнями
собеседников проихожит горизонтально, это значит, что звуки уровня
передачи звуков воспринимаются тем же уровнем собеседника; аналогичо,
слова, передаваемые на уровне слов, воспримутся в таком же виде тем же
уровнем собеседника; и, конечно, суть предложения без изменений
воспримится (по крайней мере должна) уровнем предложения собеседника.
Теперь пришло
время выделить приимущества разбиения процесса общения на уровни:

• Выделение независимых задач на каждом уровне.
• Упрощение описания всего процесса общения.
• Упрощение дизайна отдельный протоколов, которые решают
  задачи отдельного уровня.
• Упрощение взаимодействия (общения) собеседников.
• Гибкость в выборе протокола отдельного уровня.

Напоследок, обобщим понятие многоуровевой сетевой модели на основе
предшествующего анализа:
Многоуровневая сетевая
модель
— это модель, логически разбивающая процесс коммуникации на
множество уровней. Каждому уровню предписаны определенные задачи,
которые не дублируются другими уровнями модели.

Эталонная
сетевая модель OSI

Сетевая модель OSI расшифровывается как Open System
Interconnection. В переводе — модель взаимосвязи открытых
систем.
Была разработана в 1980-е года. Проблема создания подобной модели
появилась не моментально, а росла вместе с развитием компьютерных
сетей. Раньше царствовало время проприетарных стеков протоколов,
которые были несовместимы между собой. Поэтому появилась нерешаемая,
или трудно решаемая, проблема — взаимодействие оборудования
от
разных производителей или взаимосвязь между разными операционными
системами. Для ее решения была начата работа над созданием общей
многоуровневой сетевой модели.

Прежде чем приступить к рассмотрению данной модели, нужно уточнить, что
такое открытая система. За определением, что в большей мере нас
удовлетворит, обратимся к русской википедии: «Открытая система
— это система, которая реализует открытые спецификации на
интерфейсы, сервисы (услуги среды) и поддерживаемые форматы данных,
достаточные для того, чтобы дать возможность должным образом
разработанному прикладному программному обеспечению быть переносимым в
широком диапазоне систем с минимальными изменениями, взаимодействовать
с другими приложениями на локальных и удаленных системах, и
взаимодействовать с пользователями в стиле, который облегчает переход
пользователей от системы к системе». Это определение можно
расширить и на сетевые протоколы и технологии, от чего становится
очевидным предназначение модели. Открытые системы (это и аппаратная
часть, операционные системы, реализации стеков протоколов, программное
обеспечение) могут взаимодействовать между собой.

Модель OSI состоит из семи уровней, каждый из которых решает
определенные задачи. Уровни номеруются, начиная с самого нижнего, и
могут именоваться как по номеру, так и названию. Сетевая модель OSI
стала эталонной и в терминах компьютерных сетей часто можно встретить
понятия, подобно протокол четвертого уровня, что автоматически
понимается как протокол
четвертого уровня сетевой модели OSI.

Модель имеет
следующую структуру:

Уровни модели OSI в различной литератре описываются, как правило, в
убывающем порядке, сверху вниз. Скорее всего, это связано с тем, что
более нижние уровни предоставляют службы для верхних уровней и, ради
удобства, в описании можно ссылаться на PDU верхних уровней. По крайней
мере, мы этим воспользуемся:

Уровень Приложений.
Этот
уровень еще называется Прикладной Уровень. Предоставляет службы
программному обеспечению, которые находятся вне модели OSI.
Уровень Представлений.
Задачей
этого уровня является представление данных в понятном для прикладного
уровня виде. Подзадачами являются шифрование, кодирование,сжатие данных.
Сеансовый уровень.
Отвечает за
установку, использование и завершение сеансов связи между приложениями,
а также управляет диалогами между этими приложениями.

Управление диалогами означает, что на этом уровне определяется кто и в
какой момент может/должен отправлять данные. Часто данный уровень
является самым трудным для понимания, так как его сложно связать с
практическими примерами.

За конкретными примерами сетевых протоколов обратимся к Википедии. Но
стоит заметить, что протоколы отнесены по уровням модели OSI,
соответственно к задачам, которые они решают. На самом деле большинство
представленных протоколов являются частью стека протоколов TCP/IP. Это
означает, что протоколы сеансового уровня и уровня представлений
являются протоколами прикладного уровня модели TCP/IP (см. ниже). Может
поэтому на той же Википедии протоколы SSH и SSL отнесены к разным
уровням модели OSI на разных страницах. И, на мой взгляд, решение
отнести протокол SSL к сенсовому уровню — явная ошибка, так
как
он решает задачи уровня представлений.
Транспортный уровень.
Отвечает
за конечную доставку, говорят еще end-to-end, подразумевая доставку от
конкретного приложения одной системы к приложению другой системы. На
этом уровне появляется адресация — порты. Рассматривая в
контексте распространенных протоколов TCP и UDP, порт — это
16-битный адрес конкретного приложения. Также одной из важных задач
данного уровня является сегментация данных уровня приложений.
Сегментация — это разбиение потока данных на сегменты для
отправки. На этом уровне PDU является сегментом.
Сетевой уровень.
Решает
проблему доставки между конечными системами (но не приложениями, как на
транспортном уровне). Здесь происходит межсетевое общение.

Например, IP протокол решает проблему доставки наилучшем способом. На
этом уровне PDU является пакетом.
Канальный уровень.
Проект
ieee802 разбивает логически этот уровень на два подуровня: управление
доступ к среде передачи (MAC, Media Access Control) и логическое
управление каналом (LLC, Logical Link Control).

На данном уровне обеспечивается передача кадров через установленный
физический канал. Задачами уровня также являются: установка виртуальных
каналов, контроль потока.

На этом уровне PDU является кадром.
Физический уровень.
Данные
представляются в виде электрических импульсов, пучков света,
электромагнитных волн, что кодируют биты. Задача состоит в создании
физического канала для отправки битов.

Сетевая модель DoD

Часто модель DoD
называют еще моделью TCP/IP. Она состоит из четырех уровней:

Можно встретить
такое сравнение моделей OSI и DoD:

Но любое приведение соответствия между уровнями моделей является в
корне неверным. Модели OSI и DoD являются разными и независимыми
сетевыми моделями. Так их и нужно рассматривать. Также стоит помнить,
что на практике стек протоколов TCP/IP довольно распространен и
протоколы соответствуют модели DoD, поэтому их не всегда можно
корректно описать моделью OSI. При всем этом, модель OSI нашла
применение как теоретическая основа описания функциональности сетей.

Стек протоколов

Нужно четко различать сетевую модель и стек протоколов. Особенно это
замечание хочу отнести к стеку протоколов TCP/IP, так как на практике
встречал обратное мнение.

Стек протоколов — это набор сетевых протоколов, которые
взаимодействуют между собой и обеспечивают полный набор функций. В то
время, как многоуровневая сетевая является теоретической основой,
которая описывает задачи каждого уровня. Грубо говоря, стек протоколов
— это практическая реализация многоуровневой сетевой модели,
хотя

конкретный протокол может отличаться от описания уровня сетевой модели.
Например, знакомый нам всем Ethernet является урезанной реализацией
канального уровня сетевой модели OSI и чтобы лучше представить почему,
вспомните Frame Relay, где присутствует управление потоком, установка
виртуальных каналов.

Стек протоколов
OSI имеет ряд недостатков, если сравнивать со стеком TCP/IP:

• Сетевая модель DoD появилась раньше, хотя это и не назовешь
  недостатком…
• Модель OSI имеет значительно больше уровней, чем модель
  TCP/IP
• Распространение сети Internet

Благодарим за статью:
Дмитрия Подгорного

9.3. Особенности функционирования протоколов передачи данных в рамках модели OSI. 9. Основы построения сетей и телекоммуникационных систем в соответствии с моделью OSI. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Объяснение модели OSI и то, как легко запомнить ее 7 уровней

Когда большинство нетехнических людей слышат термин «семь слоев», они либо думают о популярном соусе из фасоли Суперкубка, либо ошибочно думают о семи слоях ада, любезно предоставленных Dante’s Inferno (их девять). Для ИТ-специалистов семь уровней относятся к модели взаимодействия открытых систем (OSI), концептуальной структуре, описывающей функции сетевой или телекоммуникационной системы.

Модель использует слои, чтобы помочь дать визуальное описание того, что происходит с конкретной сетевой системой. Это может помочь администраторам сети сузить круг проблем (это физическая проблема или что-то в приложении?), А также программистам (при разработке приложения, с какими другими уровнями ему нужно работать?). Поставщики технологий, продающие новые продукты, часто обращаются к модели OSI, чтобы помочь клиентам понять, с каким уровнем работают их продукты или работает ли она «через стек».

Задуманные в 1970-х годах, когда компьютерные сети только начали развиваться, две отдельные модели были объединены в 1983 году и опубликованы в 1984 году для создания модели OSI, с которой большинство людей знакомо сегодня. Большинство описаний модели OSI идут сверху вниз, с номерами, идущими от уровня 7 до уровня 1. Уровни и то, что они представляют, следующие:

Уровень 7 — приложение

Чтобы продолжить нашу аналогию с падением бобов уровень приложения находится наверху — это то, что видят большинство пользователей.В модели OSI это уровень, который «наиболее близок к конечному пользователю». Он получает информацию напрямую от пользователей и отображает входящие данные для пользователя. Как ни странно, сами приложения не находятся на уровне приложений. Вместо этого уровень способствует обмену данными через нижние уровни для установления соединений с приложениями на другом конце. Веб-браузеры (Google Chrome, Firefox, Safari и т. Д.) TelNet и FTP являются примерами обмена данными, основанными на уровне 7.

Уровень 6 — презентация

Уровень представления представляет собой область, которая не зависит от представления данных в прикладной уровень.В общем, он представляет собой подготовку или перевод формата приложения в сетевой формат или из сетевого форматирования в формат приложения. Другими словами, уровень «представляет» данные для приложения или сети. Хорошим примером этого является шифрование и дешифрование данных для безопасной передачи — это происходит на уровне 6.

Уровень 5 — сеанс

Когда два устройства, компьютера или сервера должны «разговаривать» друг с другом, необходимо провести сеанс. создан, и это делается на уровне сеанса . Функции на этом уровне включают настройку, координацию (например, как долго система должна ждать ответа) и завершение между приложениями на каждом конце сеанса.

Уровень 4 — Транспортный

Транспортный уровень отвечает за координацию передачи данных между конечными системами и хостами. Сколько данных отправлять, с какой скоростью, куда они отправляются и т. Д. Наиболее известным примером транспортного уровня является протокол управления передачей (TCP), который построен на основе Интернет-протокола (IP), широко известного как TCP. / IP.Номера портов TCP и UDP работают на уровне 4, а IP-адреса работают на уровне 3, сетевом уровне.

Уровень 3 — Сеть

На сетевом уровне вы найдете большую часть функций маршрутизатора, которые нравятся большинству сетевых специалистов. В самом простом смысле этот уровень отвечает за пересылку пакетов, включая маршрутизацию через разные маршрутизаторы. Возможно, вы знаете, что ваш компьютер в Бостоне хочет подключиться к серверу в Калифорнии, но есть миллионы различных путей.Маршрутизаторы на этом уровне помогают делать это эффективно.

Уровень 2 — канал передачи данных

Уровень канала данных обеспечивает передачу данных от узла к узлу (между двумя напрямую подключенными узлами), а также обрабатывает исправление ошибок с физического уровня. Здесь также существуют два подуровня — уровень управления доступом к среде (MAC) и уровень управления логическим каналом (LLC). В мире сетей большинство коммутаторов работают на уровне 2. Но это не так просто. Некоторые коммутаторы также работают на уровне 3 для поддержки виртуальных локальных сетей, которые могут охватывать более одной подсети коммутатора, что требует возможности маршрутизации.

Уровень 1 — Физический

В нижней части нашего компонента OSI находится физический уровень, который представляет электрическое и физическое представление системы. Это может включать в себя все, начиная от типа кабеля, радиочастотной связи (как в беспроводных системах 802.11), а также от расположения контактов, напряжений и других физических требований. Когда возникает проблема с сетью, многие сетевые специалисты переходят прямо на физический уровень, чтобы проверить, правильно ли подключены все кабели и что вилка питания не вытащена, например, из маршрутизатора, коммутатора или компьютера.

Зачем нужно знать 7 уровней OSI

Большинству людей в ИТ-сфере, вероятно, потребуется знать о разных уровнях, когда они собираются пройти сертификацию, так же, как студент, изучающий обществоведение, должен узнать о трех ветвях правительство США. После этого вы слышите о модели OSI, когда поставщики рассказывают, с какими уровнями работают их продукты.

В сообщении Quora о цели модели OSI Викрам Кумар ответил следующим образом:

«Цель эталонной модели OSI — направлять поставщиков и разработчиков таким образом, чтобы создаваемые ими продукты цифровой связи и программное обеспечение взаимодействовали друг с другом. и для облегчения четкого сравнения средств коммуникации.

Хотя некоторые люди могут утверждать, что модель OSI устарела (из-за ее теоретической природы и меньшей важности, чем 4 уровня модели TCP / IP), Кумар говорит, что «сегодня трудно читать о сетевых технологиях, не видя ссылки на модель OSI и ее уровни, потому что структура модели помогает сформулировать обсуждение протоколов и противопоставить различные технологии ».

Если вы понимаете модель OSI и ее уровни, вы также сможете понять, какие протоколы и устройства могут взаимодействовать друг с другом при разработке и объяснении новых технологий.

Запоминание 7 слоев модели OSI — 8 мнемонических приемов

Если вам нужно запомнить уровни для экзамена в колледже или аттестации, вот несколько предложений, которые помогут запомнить их по порядку. Первая буква каждого слова соответствует уровню модели OSI.

От приложения к физическому (сверху вниз):

Все люди, которым кажется, что нужна обработка данных

Все профессионалы ищут Лучшие места для пончиков

Пингвин сказал, что никто не пьет пепси

Священник видел, как две монахини делают отжимания

От физического устройства к приложению (снизу вверх):

Пожалуйста, не выбрасывайте пиццу с колбасой

Pew! Мертвые черепахи-ниндзя особенно ужасно пахнут

Людям не нужно видеть Полу Абдул

Питу больше не нужно продавать соленья

Кейт Шоу был редактором Network World и автором колонки Cool Tools.Сейчас он внештатный писатель и редактор из Вустера, штат Массачусетс,

.

Присоединяйтесь к сообществам Network World на Facebook и LinkedIn, чтобы комментировать самые важные темы.

Авторские права © 2020 IDG Communications, Inc.

Что такое протоколы OSI? — Определение из Техопедии

Что означает протоколы OSI?

Протоколы OSI

— это семейство стандартов для обмена информацией. Они состоят из набора правил, которые должны представлять стандарт для физических соединений, кабелей, форматов данных, моделей передачи, а также средств для обеспечения исправления ошибок и недостающих данных.

Эти протоколы были разработаны и разработаны Международной организацией по стандартизации (ISO).В 1977 году была представлена ​​модель ISO, которая состояла из семи различных уровней. Эта модель подвергалась критике из-за ее технических характеристик и ограниченных возможностей и так и не достигла цели стать универсальным стандартом.

Каждый уровень модели ISO имеет свои собственные протоколы и функции. Стек протокола OSI позже был адаптирован в стек TCP / IP.

В некоторых сетях по-прежнему популярны протоколы, использующие только канальный и сетевой уровни модели OSI.

Techopedia объясняет протоколы OSI

Стек протоколов OSI работает в иерархической форме, от физического уровня оборудования до уровня программных приложений.Всего слоев семь. Каждый уровень получает данные и информацию от верхнего уровня.

После необходимой обработки этот уровень передает информацию на следующий более низкий уровень. Заголовок добавляется к пересылаемому сообщению для удобства следующего уровня. Каждый заголовок состоит из такой информации, как адреса источника и назначения, используемый протокол, порядковый номер и другие данные, относящиеся к управлению потоком.

Следующие протоколы OSI используются на семи уровнях модели OSI:

Уровень 1, физический уровень

Этот уровень имеет дело с аппаратным обеспечением сетей, таким как кабельная разводка.Он определяет механические и электрические стандарты интерфейсных устройств и типы кабелей, используемых для передачи цифровых сигналов (например, оптическое волокно, коаксиальный кабель, беспроводная связь и т. Д.).

Основные протоколы, используемые этим уровнем, включают Bluetooth, PON, OTN, DSL, IEEE.802.11, IEEE.802.3, L431 и TIA 449.

Уровень 2, уровень канала передачи данных

Этот уровень принимает данные с физического уровня и компилирует его в форму преобразования, называемую кадрированием или фреймом. Основная цель этого уровня — обнаруживать ошибки передачи путем добавления заголовков к пакетам данных.

На уровне канала передачи данных используются следующие протоколы: ARP, CSLIP, HDLC, IEEE.802.3, PPP, X-25, SLIP, ATM, SDLS и PLIP.

Уровень 3, сетевой уровень

Это самый важный уровень модели OSI, который выполняет обработку в реальном времени и передает данные от узлов к узлам. Маршрутизаторы и коммутаторы — это устройства, используемые для этого уровня, который соединяет заметки в сети для передачи и управления потоком данных.

Сетевой уровень поддерживает следующие протоколы: Интернет-протокол (IPv4), Интернет-протокол (IPv6), IPX, AppleTalk, ICMP, IPSec и IGMP.

Уровень 4, транспортный уровень

Транспортный уровень работает в двух определенных режимах связи: ориентированный на соединение и без установления соединения. Этот уровень передает данные от источника к узлу назначения.

Он использует наиболее важные протоколы семейства протоколов OSI, а именно: протокол управления передачей (TCP), UDP, SPX, DCCP и SCTP.

Уровень 5, уровень сеанса

Уровень сеанса создает сеанс между исходным и конечным узлами и завершает сеансы по завершении процесса связи.

Используемые протоколы: PPTP, SAP, L2TP и NetBIOS.

Уровень 6, уровень представления

На этом уровне определены функции шифрования и дешифрования. Он обеспечивает передачу данных в стандартизованных форматах путем преобразования форматов данных в формат, читаемый на уровне приложения.

Ниже приведены протоколы уровня представления: XDR, TLS, SSL и MIME.

Уровень 7, уровень приложений

Этот уровень работает на стороне пользователя для взаимодействия с пользовательскими приложениями.QoS (качество обслуживания), передача файлов и электронная почта — основные популярные услуги прикладного уровня.

Этот уровень использует следующие протоколы: HTTP, SMTP, DHCP, FTP, Telnet, SNMP и SMPP.

Модель OSI: уровни, характеристики, функции

Уровни протоколов и модель OSI

Любое объяснение компьютерных сетей обычно начинается с семи уровней модели взаимодействия открытых систем (OSI). Эта эталонная модель способствует взаимодействию систем связи, предоставляя стандартный набор протоколов.
Еще в 1970-х годах два международных органа по стандартизации; Международная организация по стандартизации (ISO) и Международный консультативный комитет по телеграфной и телефонной связи (CCIT) создали свои собственные документы, определяющие аналогичные сетевые модели.В 1983 году эти две организации объединили свои документы, чтобы сформировать то, что мы теперь знаем как OSI.
Концепция разделения функций, необходимых для передачи данных по сети, на отдельные независимые уровни, каждый со своим набором обязанностей, была революционной. Это разделение уровней и коммутация пакетов были фундаментальными концепциями, которые помогли создать Интернет в том виде, в каком мы его знаем.
Пакетная коммутация повысила эффективность, а многоуровневость привнесла гибкость, необходимую для преобразования простой исследовательской сети в сеть беспрецедентного глобального охвата и беспрепятственного соединения нескольких типов сетей, таких как Ethernet, ATM, спутниковая и беспроводная сети, без необходимости менять основы того, как эти сети действовали.
Одной из причин создания TCP / IP была замена оригинальных экспериментальных сетевых протоколов NCP. TCP / IP позволил соединить финансируемую ARPA предшественницу Интернета, известную как ARPANET, со спутниковой сетью. Сетевой протокол NCP был переплетен с физическим процессом передачи данных и не мог использоваться с новыми типами сетей без замены протоколов на каждом компьютере. Отдельные, независимые уровни означали, что новые типы физических сетей могут быть легко подключены.Маршрутизаторы могут быть снабжены более надежными функциями, механизмы надежности могут соответствовать размеру расширяющейся сети, а новые приложения, такие как HTTP, могут работать со стандартизованными интерфейсами, и все это без необходимости изменения какой-либо другой части сети.
Модель OSI стала частью языка сетей, и протоколы обычно определяются их уровнем внутри OSI. Поставщики балансировки нагрузки описывают свои продукты как коммутаторы уровня 4 или коммутаторы уровня 5/6/7. Это удобное сокращение для описания сетевых концепций. В то время как OSI делает вещи намного менее запутанными, современные сети, особенно TCP / IP, не вписываются в его идеальный маленький мир слоев. Тем не менее, модель по-прежнему является важным элементом правильного понимания концепции компьютерных сетей.

Сетевая архитектура Windows

и модель OSI — драйверы Windows

• 04.09.2020
• 3 минуты на чтение

В этой статье

В этом разделе обсуждается сетевая архитектура Windows и то, как сетевые драйверы Windows реализуют нижние четыре уровня модели OSI.

Если вам нужна общая информация обо всех семи уровнях модели, см. Модель OSI.

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

Представленная в 1978 году эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) ISO описывает сеть как «серию уровней протокола с определенным набором функций, назначенных каждому уровню.Каждый уровень предлагает определенные услуги более высоким уровням, защищая эти уровни от деталей того, как эти услуги реализованы. Четко определенный интерфейс между каждой парой смежных уровней определяет услуги, предлагаемые нижним уровнем более высокому, и способ доступа к этим услугам ».

На следующей диаграмме показана модель OSI.

Сетевые драйверы

Microsoft Windows реализуют четыре нижних уровня модели OSI.

Физический уровень

Физический уровень — это самый нижний уровень модели OSI.Этот уровень управляет приемом и передачей неструктурированного необработанного битового потока по физической среде. Он описывает электрические / оптические, механические и функциональные интерфейсы с физической средой. Физический уровень передает сигналы для всех более высоких уровней.

В Windows физический уровень реализуется сетевой картой (NIC), ее приемопередатчиком и носителем, к которому подключена NIC.

Уровень канала данных

Уровень канала данных отправляет кадры между физическими адресами и отвечает за обнаружение ошибок и восстановление, происходящие на физическом уровне.

Уровень канала передачи данных дополнительно разделен Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) на два подуровня: управление доступом к среде передачи (MAC) и управление логическим каналом (LLC).

MAC

Подуровень MAC управляет доступом к физическому уровню, проверяет ошибки кадров и управляет распознаванием адресов полученных кадров.

В сетевой архитектуре Windows подуровень MAC реализован в сетевой карте. Сетевой адаптер управляется программным драйвером устройства, который называется драйвером минипорта.Windows поддерживает несколько вариантов драйверов минипорта, включая драйверы минипорта WDM, диспетчеры вызовов минипорта (MCM) и промежуточные драйверы минипорта.

ООО

Подуровень LLC обеспечивает безошибочную передачу кадров данных от одного узла к другому. Подуровень LLC устанавливает и завершает логические связи, управляет потоком кадров, упорядочивает кадры, подтверждает кадры и повторно передает неподтвержденные кадры. Подуровень LLC использует подтверждение кадра и повторную передачу для обеспечения практически безошибочной передачи по каналу связи с вышележащими уровнями.

В Windows подуровень LLC реализуется программным драйвером, известным как драйвер протокола.

Сетевой уровень

Сетевой уровень контролирует работу подсети. Этот уровень определяет физический путь, по которому должны проходить данные, на основе следующего:

• Состояние сети

• Приоритет обслуживания

• Другие факторы, такие как маршрутизация, управление трафиком, фрагментация и повторная сборка кадров, отображение логических адресов в физические и учет использования

Сетевой уровень реализуется драйвером протокола.

Транспортный уровень

Транспортный уровень гарантирует, что сообщения доставляются без ошибок, последовательно и без потерь или дублирования. Этот уровень избавляет протоколы более высокого уровня от необходимости беспокоиться о передаче данных со своими одноранговыми узлами.

Минимальный транспортный уровень требуется в стеках протоколов, которые включают в себя надежную сеть или подуровень LLC, который обеспечивает возможности виртуальных каналов. Например, поскольку транспортный драйвер NetBEUI для Windows является подуровнем LLC, совместимым с OSI, его функции транспортного уровня минимальны.Если стек протоколов не включает подуровень LLC, и если сетевой уровень ненадежен и / или поддерживает дейтаграммы (как с уровнем IP TCP / IP или уровнем IPX NWLink), транспортный уровень должен включать в себя упорядочение кадров и подтверждение, а также ретрансляция неподтвержденных кадров.

В сетевой архитектуре Windows транспортный уровень реализуется драйвером протокола, который иногда называют транспортным драйвером .

Эталонная модель OSI и протоколы

Эталонная модель OSI и протоколы

Прежде чем два компьютера или сетевые устройства смогут обмениваться информацией, они должны установить связь, и именно здесь вступают в силу протоколы.Сетевой протокол позволяет двум устройствам обмениваться данными с помощью одного набора правил. Модель OSI и стандарты протокола помогают обеспечить совместную работу сетевых устройств в сети.

Эталонная модель OSI

В начале 1970-х назревала проблема. Было много разных производителей компьютеров, и среди них было много несовместимых. Более того, каждый производитель создавал разные продуктовые линейки, и даже в рамках одной компании их продуктовые линейки часто несовместимы.Поэтому Международная организация по стандартизации приняла участие и создала эталонную модель взаимодействия открытых систем (OSI), которая представляет собой эталонный план для производителей устройств и разработчиков программного обеспечения, который может использоваться при создании продуктов.

Модель OSI, показанная на рисунке 6.8, имеет семь уровней, которые описывают задачи, которые должны быть выполнены для передачи информации в сети. Когда данные передаются по сети, они должны проходить через каждый уровень модели OSI. По мере прохождения данных через каждый уровень к этим данным добавляется информация.В пункте назначения дополнительная информация удаляется. Уровни с 4 по 7 находятся на конечном узле, а уровни с 1 по 3 являются наиболее важными для телекоммуникационных сетей.

Рисунок 6.8. Эталонная модель OSI

Важно понимать, что эта модель — это именно та модель. Это концептуальная структура, которая полезна для описания необходимых функций, требуемых от сетевого устройства или участника. Никакой реальный сетевой продукт не реализует модель точно так, как описано.

Уровень 7, прикладной уровень, отвечает за обмен информацией между программами, работающими на компьютере, и другими службами в сети. Этот уровень поддерживает процессы приложений и конечных пользователей. Он действует как окно для доступа приложений к сетевым службам. Он обрабатывает общий доступ к сети, управление потоком, восстановление после ошибок и передачу файлов. Примеры протоколов прикладного уровня включают протокол передачи файлов (FTP), Telnet, простой протокол передачи почты (SMTP) и протокол передачи гипертекста (HTTP).

Уровень 6, уровень представления, форматирует информацию, чтобы приложение могло ее прочитать. Он выполняет преобразования данных, чтобы обеспечить стандартизованный интерфейс приложения и общие коммуникационные сервисы. Он предлагает такие услуги, как шифрование, сжатие и переформатирование. Уровень представления добавляет поле в каждый пакет, которое сообщает, как кодируется информация в пакете. Он указывает, было ли выполнено какое-либо сжатие, и, если да, он указывает, какой тип сжатия, чтобы получатель мог правильно его распаковать.Он также указывает, было ли какое-либо шифрование, и если да, то указывает, какого типа, чтобы получатель мог правильно его расшифровать. Уровень представления гарантирует, что передатчик и приемник видят информацию в одном и том же формате.

Уровень 5, уровень сеанса, поддерживает соединения между сеансами и выполняет административные задачи и безопасность. Он устанавливает и контролирует соединения между компьютерами, а также обеспечивает структуру управления для связи между приложениями.Примеры протоколов сеансового уровня включают NetBIOS, DSN и облегченный протокол доступа к каталогам (LDAP).

Уровень 4, транспортный уровень, исправляет ошибки передачи и обеспечивает надежную доставку информации. Он обеспечивает сквозное восстановление после ошибок и возможность управления потоком. Он занимается обработкой пакетов, переупаковкой сообщений, разделением сообщений на более мелкие пакеты и обработкой ошибок. Примеры протоколов транспортного уровня включают протокол управления передачей (TCP), протокол дейтаграмм пользователя (UDP) и последовательный обмен пакетами (SPX).

Уровень 3, сетевой уровень, идентифицирует компьютеры в сети и определяет, как направить передачу информации по этой сети. Другими словами, это уровень маршрутизации и ретрансляции. Он определяет, как перемещать информацию между сетями, а также между устройствами. Ключевая ответственность этого уровня заключается в добавлении адресной информации и функций управления, необходимых для перемещения данных по сети и ее промежуточным узлам. Он участвует в установлении, поддержании и завершении соединений, включая коммутацию пакетов, маршрутизацию, перегрузку данных, повторную сборку данных и преобразование логических адресов в физические адреса.Примерами протоколов сетевого уровня являются X.25, Интернет-протокол (IP), Межсетевой обмен пакетами (IPX) и Программа преобразования сообщений 3 (MTP3).

Уровень 2, уровень канала данных, группирует данные в контейнеры, чтобы подготовить эти данные для передачи по сети. Он помещает единицы и нули в контейнер, который позволяет перемещать информацию между двумя устройствами в одной сети. Протоколы на этом уровне определяют правила, которым необходимо следовать при передаче одного кадра между одним устройством и другим по одному каналу данных.Биты упакованы в кадры данных, и они включают в себя необходимую синхронизацию, контроль ошибок и информацию управления потоком. Примеры протоколов канального уровня в среде LAN включают Ethernet, Token Ring и Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Примеры протоколов канального уровня в среде WAN включают Frame Relay и ATM. Примерами протоколов уровня звена данных в КТСОП являются Система сигнализации 7 и MTP2.

Уровень 1, физический уровень, определяет, как среда передачи подключается к компьютеру, а также как электрическая или оптическая информация передается в среде передачи.Физический уровень определяет типы разрешенных кабелей или беспроводных интерфейсов, уровни напряжения, используемые для представления битов или оптических уровней, типы разрешенных разъемов и типы поддерживаемых скоростей передачи. Каждая сетевая служба и каждое сетевое устройство имеют определения на физическом уровне с точки зрения того, с чем они могут физически взаимодействовать. Например, физический уровень имеет дело с неэкранированной витой парой (UTP) и экранированной витой парой (STP), коаксиальным кабелем, 10BaseT (стандарт Ethernet, который позволяет использовать витую пару для поддержки 10 Мбит / с на рабочем столе), многомодового волокна и одномодовое волокно, xDSL, ISDN и различные емкости в PDH (например, DS-1 / DS-3, E-1 / E-3) и SDH / SONET (например, от OC-1 до OC- 192) сети.

Протоколы и стеки протоколов

Протоколы — это аппаратные или программные компоненты, которые выполняют рекомендации модели OSI для передачи информации по сети. Протокол может быть одним компонентом или набором компонентов, которые выполняют задачу. Стек протоколов или набор протоколов состоит из нескольких протоколов, которые используются для обмена информацией между компьютерами. Один протокол в стеке может использоваться для указания способа связи сетевых карт (NIC), а другой может указывать, как компьютер считывает информацию с NIC.На рис. 6.9 показан стек протоколов TCP и его связь с моделью OSI.

Рисунок 6.9. Модель OSI в сравнении со стеком TCP / IP

Уровень — это часть стека протоколов, которая отвечает за выполнение одного конкретного аспекта передачи информации. Поскольку некоторые протоколы могут выполнять одну функцию, один уровень в стеке протоколов может не обязательно соответствовать одному уровню в модели OSI.Туннелирование описывает процесс использования протокола для передачи информации по сети с использованием протокола другого типа.

Модель OSI и модель TCP / IP, сетевые протоколы и сообщения | by Austin Greene

Прежде всего, пусть вас не обманывает сложность звучания сетевых протоколов, сообщений, моделей OSI и моделей TCP / IP, их легко объяснить любому возрасту! Это при условии, что вы не моложе 9 лет..

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) — это семиуровневая модель, используемая для визуализации компьютерных сетей. Модель OSI часто рассматривается как сложная, и многие опасаются ее изучения. Однако модель OSI — чрезвычайно полезный инструмент для разработки и решения проблем. Каждый из семи уровней повышается с шагом в один по мере приближения к человеку-пользователю. Первый уровень — уровень приложения — ближе всего к человеку, а уровень седьмой — физический уровень, где сеть принимает и передает необработанные данные.Модель OSI принадлежит Международной организации по стандартам (ISO) и поддерживается идентификатором ISO / IEC 7498–1. В этом посте каждый из семи уровней модели OSI будет объяснен простым языком. Слои будут объяснены от уровня седьмого до уровня один, поскольку именно здесь начинается поток данных.

7-й уровень

6-й уровень

5-й уровень

4-й уровень

3-й уровень 9

3-й уровень

1-й уровень

На прикладном уровне пользователь вводит данные, а данные выводятся пользователю.Прикладной уровень обычно представляет собой программное обеспечение, которое запускается с локальной машины, однако это зависит от сетевой архитектуры. Программное обеспечение может быть облачным, что означает, что оно запускается с сервера в удаленном месте, а данные передаются через Интернет, или программное обеспечение может запускаться на локальном сервере. Уровень приложений предоставляет услуги, например, для электронной почты, Telnet и передачи файлов. Примером прикладного уровня является интернет-браузер, FTP-клиент или даже Microsoft Word.

На уровне представления находится операционная система.Этой операционной системой может быть Windows, OS X, операционная система на основе Unix или одна из многих других доступных. Когда человек-пользователь взаимодействует с описанным выше уровнем приложения, уровень приложения взаимодействует с уровнем представления. Это может быть сделано напрямую или через среду выполнения, такую ​​как Java Runtime Environment (JRE).

Сеансовый уровень отвечает за создание и поддержание сеансов между операционной системой на уровне представления и другими компьютерами сторонних производителей.Например, когда пользователь просматривает Интернет, он взаимодействует с уровнем приложения, уровень приложения взаимодействует с уровнем представления, а уровень сеанса позволяет операционной системе взаимодействовать с веб-сервером.

Транспортный уровень отвечает за логистику сеанса. В приведенном выше примере транспортный уровень отвечает за определение того, какой объем информации передается между операционной системой и веб-сервером.

На сетевом уровне работают маршрутизаторы. Маршрутизатор — это аппаратное устройство, которое пересылает пакеты информации между компьютерами в сети. Отсюда происходит ваш IP-адрес, и в приведенном выше примере маршрутизатор отвечает за отправку пакетов информации в Интернет и их получение. Источник и назначение этих пакетов определяется IP-адресом вашего маршрутизатора.

На уровне канала данных работают коммутаторы, которые обеспечивают надежную связь между двумя напрямую подключенными узлами.Уровень канала передачи данных также отвечает за обнаружение и, возможно, исправление любых ошибок пакетов, которые могут образовываться на физическом уровне. Уровень канала данных разделен на два отдельных уровня: уровень управления доступом к среде передачи (MAC) и уровень управления логическим каналом (LLC). Уровень MAC отвечает за управление доступом устройств, подключенных к сети. Уровень LLC контролирует проверку ошибок, возможные исправления и синхронизацию пакетов.

Физический уровень — это буквально физическое оборудование, составляющее сеть.Этот уровень выполняет несколько основных функций:

• Определение физических характеристик
• Определение протоколов
• Определение режима передачи (полудуплексный и полный дуплекс)
• Определение топологии сети

Аппаратное обеспечение, такое как физические компоненты кабелей Ethernet и Bluetooth. только несколько примеров физического уровня.

Сначала, чтобы понять эти термины, определения перечислены ниже:

• TCP — это транспортный протокол, который управляет отдельными разговорами.TCP разделяет HTTP-сообщения на более мелкие части, называемые сегментами. Эти сегменты пересылаются между веб-сервером и клиентскими процессами, запущенными на целевом хосте. TCP также отвечает за контроль размера и скорости обмена сообщениями между сервером и клиентом.
• IP — отвечает за получение отформатированных сегментов из TCP, инкапсуляцию их в пакеты, присвоение им соответствующих адресов и доставку их на хост назначения.\
• протокол набор — набор протоколов, которые работают вместе для предоставления комплексных услуг сетевой связи. Набор протоколов может быть определен организацией по стандартизации или разработан поставщиком. Наборы протоколов могут быть немного подавляющими.
• Инкапсуляция данных , также известная как сокрытие данных , — это механизм, посредством которого детали реализации класса скрыты от пользователя. Пользователь может выполнять только ограниченный набор операций со скрытыми членами класса, выполняя специальные функции, обычно называемые методами.
• Набор протоколов TCP / IP открытый стандарт, означающий, что эти протоколы являются общедоступными, и любой поставщик может реализовать эти протоколы на своем оборудовании или в своем программном обеспечении.

Пакет — это основная единица информации, передаваемой по сети, состоящая, как минимум, из заголовка с адресами отправляющего и принимающего хостов и тела с данными, которые должны быть переданы. По мере прохождения пакета через стек протоколов TCP / IP протоколы на каждом уровне либо добавляют, либо удаляют поля из основного заголовка.Когда протокол на хосте-отправителе добавляет данные в заголовок пакета, этот процесс называется инкапсуляцией данных. Более того, каждый уровень имеет свой термин для измененного пакета, как показано на следующем рисунке.

Как пакет проходит через стек TCP / IP

В этом разделе суммируется жизненный цикл пакета с момента, когда пользователь выдает команду или отправляет сообщение, до момента его получения соответствующим приложением на принимающем узле.

На прикладном уровне имеется 5 разделов протоколов с указанными протоколами:

• Система доменных имен — переводит доменные имена, такие как cisco.com, на IP-адреса
• Конфигурация хоста —
• Протокол начальной загрузки
• Протокол динамической конфигурации хоста
• Электронная почта —
• Простой протокол передачи почты
• Протокол почтового отделения 3
• Протокол доступа в Интернет
• Передача файлов —
• Протокол передачи файлов
• Простой протокол передачи файлов
• Web-
• Протокол передачи гипертекста

На транспортном уровне есть-

• Протокол грамматики пользовательских данных
• Протокол управления передачей

на уровне Интернета есть два раздела —

Поддержка IP-

• Интернет-протокол
• Трансляция сетевых адресов
• Протокол управляющих сообщений Интернета

Протоколы маршрутизации-

• Открытый кратчайший путь первый
• Улучшение d протокол маршрутизации внутреннего шлюза

Наконец, на уровне доступа к сети есть-

• Первый открытый кратчайший путь
• Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза
• Протокол разрешения адресов
• Протокол точка-точка
• Ethernet
• Интерфейсные диски

Отдельные протоколы организованы по уровням с использованием модели протокола TCP / IP: уровни приложений, транспорта, Интернета и доступа к сети.