Osi iso уровни: Модель OSI 7 уровней — для чайников с примерами

Содержание

7 уровней и рабочие примеры в обзоре WiFiGid

Всем привет, и с вами снова Бородач! У нас очередной курс «Для самых маленьких», и поговорим мы про модель OSI. Многие системные администраторы и юные IT инженеры что-то слышали про это, но боялись спросить. Сразу скажу, что любой специалист, программист, инженер или администратор, работающий с сетями и интернетом, должен на зубок знать всё то, о чем я расскажу ниже. Статья подойдет как для специалистов, так и для чайников.

OSI модель, или модель стека протоколов TCP/IP, или модель открытых систем, или модель сетевого взаимодействия – это ядро, на котором управляется и взаимодействует любая современная сеть и подключенные к ней устройства. Поэтому её желательно знать всем тем, кто работает в «сетевой» индустрии. Без данных знаний даже в том же программировании будет достаточно тяжело.

Модели OSI позволяют взаимодействовать устройствам в компьютерной сети по определенным правилам и протоколам. Если раскрыть расшифровку аббревиатуры термина, то получится английская надпись: «Open Systems Interconnection Basic Reference Model», – что дословно можно перевести как: «Эталонная Модель Взаимодействия Открытых Систем

». В модели существует 7 уровней, которые используются для передачи информации от одного устройства к другому.

Уровни

Представим себе, что у нас есть два компьютера. Один принадлежит Василию, а второй Диме. Они подключены к одной сети. Василий отправил письмо напрямую к Диме. Теперь встает вопрос – а как теперь это письмо передать по сетевому кабелю? Как мы можем вспомнить компьютер может понимать только одну информацию – нулей (0) и единиц (1).

Также и по кабелю мы не можем передать информацию в обычном буквенном виде. И то если письмо содержит только буквы. Тогда встает вопрос о том, чтобы как-то перевести данное письмо на второе устройство. Именно для этих целей и нужна эталонная модель OSI с 7 уровнями.

При отправке письма информация проходит 7 стадий от верхнего к нижнему уровню, чтобы перевести его в обычные биты. Далее эти биты передаются по кабелю к компьютеру Димы. И уже его устройство делает обратный процесс – перевод битов в понятное для человека письмо.

При этом чаще всего используются протоколы TCP/IP. Когда вы будете читать любую информацию по данной теме, смотреть таблицы, то помните, что сейчас используются именно протоколы модели TCP/IP. Те же протоколы, которые описаны в таблицах, есть, но они уже давно устарели и являются просто ознакомительной информацией.

Давайте взглянем на все уровни OSI 7, и вам станет немного понятнее, о чем я говорю:

  • Уровень 7 – Прикладной – application.
  • Уровень 6 – Представительский – presentation.
  • Уровень 5 – Сеансовый – session.
  • Уровень 4 – Транспортный – transport.
  • Уровень 3 – Сетевой –
  • Уровень 2 – Канальный – data link.
  • Уровень 1 – Физический – physical layer.

Нумерация идет сверху вниз от высокого до низшего уровня: от седьмого прикладного уровня до первого – физического.

ПРИМЕЧАНИЕ! Для специалистов я советую выписать и запомнить все уровни в нужном порядке. Также нужно запомнить и английские названия, так как они часто встречаются в книгах и на иностранных порталах, посвященных данной тематике.

Каждый уровень выполняет определенные цели для перевода информации из одного вида в другой. Также вы можете видеть, что информация передается в разном виде. Почти у каждого уровня есть свой PDU (protocol data unit) или единица измерения информационных данных. Например, на физическом (самом низком уровне) – это обычные биты или последовательность нулей и единиц, которые уже можно передавать по кабелю.

Почти каждый сетевой уровень оперирует своими протоколами данных. Можно посмотреть примерную последовательность перехода информации от одного вида PDU в другой:

  1. С седьмого по пятый уровень – идет операция с данными.
  2. Далее на транспортном уровне данные переводятся в сегменты или дейтаграммы.
  3. На сетевом уровне они переводятся в пакеты.
  4. Далее идет перевод в кадры или фреймы.
  5. Ну и в самом конце вся информация переводится в обычные биты.

Также, исходя из таблицы, вы можете заметить два названия:

  • Media Layers (нижние уровни) – чаще всего уже используются в коммутаторах, маршрутизаторах, хабах – где идет задача передачи информации по кабелю.
  • Host Layers (верхние уровни) – используются уже на самих устройствах: телефонах, планшетах, компьютерах, ноутбуках и т.д.

Это примерное разделение всех уровней на две градации.  Самые интересные из уровней – это как раз класс «Media Layers», так как ими чаще всего и оперируют сетевые инженеры. И они же за них отвечают головой.

ПРИМЕЧАНИЕ! Вы можете посмотреть в таблицу на протоколы модели OSI, и вам станет примерно понятен уровень взаимодействия данных при передаче и приеме.

Принцип работы

Для удобства представления работы 7-ми уровней модели OSI давайте посмотрим на картинку ниже.

У нас есть два компьютера, которые на определенном уровне могут взаимодействовать только по протоколам. Можно сказать – это определенные вид данных, который понятен компьютерам на выделенном уровне. Например, на физическом уровне модели OSI используются протоколы, а данные передаются битами. На том же канальном уровне модели OSI информация передается кадрами используя свои протоколы.

Но для перевода информации от одного уровня к другому используются специальные службы. Также обратите внимание, что на транспортном уровне данные впервые разбиваются на сегменты. Каждый сегмент имеет «нумерованную» метку. Данная метка нужна, чтобы второе принимающее устройство поняло – в каком порядке склеивать эти сегменты, чтобы получить нужные данные. Далее на других уровнях идет разбиение на пакеты, кадры и в самом конце на биты. Пакеты, кадры также имеют свои очередные метки.

Немножко поподробнее о том, каким образом идет перевод информации с одного уровня на другой. Советую прям вникнуть в эту информацию, так как это нужно для понимания всей сути модели OSI. Если что-то будет непонятно, то прочтите её ещё раз или можете спросить меня какие-то нюансы ниже в комментариях. Чтобы было наглядно понятнее, давайте посмотрим на картинку ниже – тут представлена схема перевода информации к разному виду по всем уровням сетевой модели OSI.

  1. Первые 3 верхних уровня: прикладной, представительский и сеансовый – оперируют данными почти в чистом виде. Поэтому про них говорить нет смысла. Но я напишу о них пару строк в самом конце статьи.
  2. Далее на транспортном уровне OSI с помощью служб данные переходят в Сегменты (Дейтаграммы). Посмотрите внимательно как это происходит. Идет разбиение на несколько сегментов. Каждому сегменту приписывается заголовок, которые нужен для того, чтобы знать в каком порядке нужно соединять данные сегменты в будущем. Можно сказать, что сегмент – это фрагмент данных с заголовком.
  3. На этом этапе из транспортного уровня сегменты переводятся в пакеты. Это происходит достаточно просто – каждому сегменты, приписывается свой заголовок пакета. Наверное, вы уже заметили, что наша информация растет в размерах. Как раз из-за дописания заголовков. В итоге пакеты имеют больший размер чем сегменты.
  4. Далее информация из пакетов переходит на нижележащий канальный уровень. И так давайте перечислим все то, что у нас тут есть:
    1. Сегменты – данные с заголовком сегмента.
    2. Заголовок пакета, который расположен выше сегмента.
    3. Заголовок кадра, который приписывается пакету.
    4. Подсчитывается контрольная сумма и приписывается каждой доле информации. Она необходима для того, чтобы принимающая информация поняла, что получила нужную информацию. В общем для проверки. Если контрольная сумма будет неправильной, то принимающий компьютер может запросить повторную отправку данных.
  5. Ну и в самом конце все кадры будут переведены в биты и отправлены по кабелю.

Весь этот процесс запаковки данных называется инкапсуляцией данных. Когда информация дойдет до принимающего компьютера начнется обратный процесс – декапсуляции данных, которая проходит по той же схеме, только в обратно порядке.

Уровень 1 – Физический

Физический или первый уровень – является самым низшим уровнем, так как передаваемая информация имеет вид нулей и единиц. При этом могут использоваться различные протоколы, от которых зависит вид этих самых нулей и единиц. На данном уровне может определяться топология сетей и передача данных по ним.

Разделяют два вида передачи битовых потоков:

  • Дуплексная – когда устройство может одновременно принимать и отправлять данные. Например, во время игры, когда приложению нужно постоянно получать и отправлять информацию. По-другому ещё называется – двунаправленная передача.
  • Полудуплексная – когда устройство может только принимать, либо отправлять данные. Можно сравнить с потоком. Ещё называют – однонаправленная передача данных.

На физическом уровне на данный момент используют несколько сред. При кабельном подключении используют витую пару или оптоволокно. Коаксиальный кабель используется, но реже. Есть ещё беспроводная среда, в которой используются радиоволны: 802.11 Wi-Fi, Bluetooth, DSL, GSM и т.д.

Тут нужно определять не только среду, но и тип подключения (портов), а также дальность, на которую можно передать информацию при использовании кабельной или беспроводной среды.

Советую почитать про среды физического уровня отдельно:

Уровень 2 – Канальный

Данный уровень в семиуровневой модели является одним из самых главных, так как тут появляется адресация. Чтобы знать, куда нужно передавать информацию в сети, которая может состоять из сотни устройств – нужно использовать адреса. На канальном уровне используются MAC-адреса.

Также этот уровень умеет связывать два устройства с помощью последовательности команд. С помощью команд можно запросить повторную отправку данных, если они пришли не в том виде, или контрольная сумма не прошла на определенном кадре. Именно на канальном уровне чаще всего работают коммутаторы, так как адресация между устройствами идет именно с помощью таблицы коммутации, в которой содержатся MAC-адреса подключенных устройств.

Советую более подробно прочесть про коммутатор в этой статье.

Уровень 3 – Сетевой уровень

Сетевой уровень работает с протоколами, которые используют IP адресацию. К таким устройствам относят почти все оборудование, но чаще в пример приводят роутеры (маршрутизаторы). Есть, конечно, и коммутаторы, которые работают на данном уровне.

Сетевой уровень решает важную задачу передачи пакетов нужному узлу. Например, отдаленный компьютер может находиться в другой подсети или вообще в другой сети. Тогда для отправки пакетов и определяется оптимальный путь до конечного узла.

Обязательно читаем подробную статью про роутер.

Уровень 4 – Транспортный

Транспортный уровень – позволяет напрямую обмениваться данными между двумя узлами. Например, протокол TCP используется для передачи четкой информации: картинки, тексты, файлы. UDP же чаще всего используются в потоках: видео, аудио, онлайн-игры и т.д.

При этом часто используется сквозное соединение, когда данные отправляются напрямую. Также транспортный уровень первый, который взаимодействует с прямыми данными и сеансовым уровнем.

Например, для связи устройств в канальном уровне используется физическая топология сетей. На сетевом уровне логическая топология. А вот на данном уровне идет прямая связь «узел-узел». Например, если вы заходите на какой-то сайт, то вы напрямую связываетесь с определённым сервером через DNS или IP адрес.

Уровень 5 – Сеансовый

Окончательно переводит сегменты или дейтаграммы в уже понятные компьютеру данные. Также на этом этапе может быть разрыв прямой связи между отправляющим или передающим компьютером.

Уровень 6 – Представительский

Окончательно переводит информацию к определенному виду данных, уже понятному для человека. Один из примеров – это кодировка текста. Когда данные приходят в кодировке ASCII, а их нужно перевести в UTF-8 или в другой вид.

Уровень 7 – Прикладной уровень

Уровень, который представляет данные в презентабельном для человека виде. Именно этот уровень также обменивается информацией напрямую с пользователем. Один из часто встречаемых протоколов на последнем уровне – это протокол HTTPS, которые позволяет представлять и читать данные в браузере.

Видео

Что такое модель OSI и набор протоколв в ней

Автор статьи: admin

Метки: Компьютерные-сети

В этой стать будет рассказываться что такое модель OSI и какие уровни в неё бывают, и вообще какие протоколы используются в ней.

Это конечно не совсем тема нашего сайта, тут больше рассказывают про Web-программирование, но всё таки косвенно эти темы связанны.

Также на сайте есть статья: Что такое интернет и web, где подробно рассказывается, что такое интернет, Web и в чём различие этих технологий.

Что такое модель OSI:

Это стек сетевых протоколов OSI/ISO, благодаря которым и работает весь интернет и устройства взаимодействуют друг с другом посредства различных уровней в этой модели, всего из семь.

Уровни в модели OSI:

Теперь пришло время рассказать какие уровни есть в модели OSI, для чего нужны и какие протоколы используют. Всего их семь как говорилось выше.

  1. Физический уровень — Определяет как переносить данные с одного компьютера на другой, работает на битовом уровне;
  2. Канальный уровень — Этот уровень нужен для обеспечения сети на физическом уровне;
  3. Сетевой уровень — Нужен для определения пути по которому будут отправятся данные;
  4. Транспортный уровень — Модель нужна для надёжной отправки данных от одного устройства, к другому;
  5. Сеансовый уровень — Этот уровень нужен для обеспечения сеанса связи между двумя компьютерами;
  6. Уровень представления — Обеспечивает преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных;
  7. Прикладной уровень — Уровень обеспечивает взаимодействие пользователя со сетью;

Как видите тут описано кратко, для чего нужен каждый протокол, это сделано потому что, про каждый уровень по хорошому нужна отдельная статья, возможно такие статьи в будущем появится.

Набор протоколов в OSI:

Пора рассказать на мой взгляд самое интересное, это распределение протоколов по уровням модели OSI, тут будут описаны самые основные протоколы, так как, их очень много.

1. Протоколы физического уровня модели OSI:

  • Ethernet — Протокол для работы кабеля Ethernet, или кабеля для интернета;
  • GSM — Протокол для работы со сотовой связи;
  • 802.11 — Протокол для работы Wi-Fi;
  • USB — Протокол для работы шины в компьютере или флешки;
  • IrDA — Протокол для работы с  инфракрасным портом;
  • Bluetooth — Протокол для работы с Bluetooth;

2. Протоколы канального уровня модели OSI:

  • Ethernet — Протокол самого кабеля интернет;
  • Frame Relay — Протокол для передачи сотовой связи;
  • PPP — Протокол передачи данных один на один, между двумя компьютерами;

3. Протоколы сетевого уровня модели OSI:

  • IPv4 — Протокол для работы IP адресов версии четыре;
  • IPv6 — Протокол для работы IP адресов версии шесть;
  • ICMP — Протокол для ошибок в сотовой связи;
  • RiP — Протокол позволяет маршрутизаторам быстро и динамически находить путь;

4. Протоколы транспортного уровня модели OSI:

  • TCP — Протокол который отправляет пакет проверяя, но медленно, используется для сайтов;
  • UDP — Протокол который отправляет пакет не проверяя, но быстро, используется в онлайн играх;

5. Протоколы сеансового уровня модели OSI:

  • PPTP — Протокол для туннельного соединена с компьютер на компьютер или VPN;
  • L2TP — Подобный протокол PPTP
  • SSH — Протокол позволяет производить удалённое управление операционной системой;

6. Протоколы представления уровня модели OSI:

  • SSL — Криптографический протокол для безопасного соединения;
  • XDR — Протокол позволяет организовать не зависящую от платформы передачу данных между компьютерами в гетерогенных сетях;

7. Протоколы прикладного уровня модели OSI:

  • HTTP — Протокол для передачи гипертекста или HTML;
  • FTP, TFTP, SFTP — Протоколы для передачи файлов;
  • TELNET — Протокол для уделённого управления другим компьютером;
  • DHCP — Протокол для автоматического получение IP адреса;
  • IRC — Протокол для обмена сообщениями в режиме реального времени;
  • SNMP — Протокол для управление устройствам в IP-ситах;
  • DNS — Протокол позволяющий получать информацию о доменах;
  • BitTorrent — Пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет;
  • SMTP, POP3, IMAP4— Протоколы для отправки, доставки электронной почты;

Вывод:

В этой статье было рассказано что такое модель OSI и набор протоколов которая она содержит в себе, надеюсь вам было интересно и вы что то узнали нового, также, если автор возможно где то ошибся то пишите в комментарии.

Подписываетесь на соц-сети:

Оценка:

(Пока оценок нет)

Загрузка…

Также рекомендую:

Уровни модели OSI

Только начали работать сетевым администратором? Не хотите оказаться сбитым с толку? Наша статья вам пригодится. Слышали, как проверенный временем администратор говорит о сетевых неполадках и упоминает какие-то уровни? Может вас когда-нибудь спрашивали на работе, какие уровни защищены и работают, если вы используете старый брандмауэр? Чтобы разобраться с основами информационной безопасности, нужно понять принцип иерархии модели OSI. Попробуем увидеть возможности данной модели.

Уважающий себя системный администратор должен хорошо разбираться в сетевых терминах

Сетевая модель OSI

В переводе с английского — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Точнее, сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO. Введена в 1984 году в качестве концептуальной основы, разделившей процесс отправки данных во всемирной паутине на семь несложных этапов. Она не является самой популярной, так как затянулась разработка спецификации OSI. Стек протоколов TCP/IP выгоднее и считается основной используемой моделью. Впрочем, у вас есть огромный шанс столкнуться с моделью OSI на должности системного администратора или в IT-сфере.

Создано множество спецификаций и технологий для сетевых устройств. В таком разнообразии легко запутаться. Именно модель взаимодействия открытых систем помогает понимать друг друга сетевым устройствам, использующим различные методы общения. Заметим, что наиболее полезна OSI для производителей программного и аппаратного обеспечения, занимающихся проектированием совместимой продукции.

Спросите, какая же в этом польза для вас? Знание многоуровневой модели даст вам возможность свободного общения с сотрудниками IT-компаний, обсуждение сетевых неполадок уже не будет гнетущей скукой. А когда вы научитесь понимать, на каком этапе произошёл сбой, сможете легко находить причины и значительно сокращать диапазон своей работы.

Уровни OSI

Модель содержит в себе семь упрощённых этапов:

  • Физический.
  • Канальный.
  • Сетевой.
  • Транспортный.
  • Сеансовый.
  • Представительский.
  • Прикладной.

Почему разложение на шаги упрощает жизнь? Каждый из уровней соответствует определённому этапу отправки сетевого сообщения. Все шаги последовательны, значит, функции выполняются независимо, нет необходимости в информации о работе на предыдущем уровне. Единственная необходимая составляющая — способ получения данных с предшествующего шага, и каким образом пересылается информация на последующий шаг.

Перейдём к непосредственному знакомству с уровнями.

Физический уровень

Главная задача первого этапа — пересылка битов через физические каналы связи. Физические каналы связи — устройства, созданные для передачи и приёма информационных сигналов. К примеру, оптоволокно, коаксиальный кабель или витая пара. Пересылка может проходить и через беспроводную связь. Первый этап характеризуется средой передачи данных: защитой от помех, полосой пропускания, волновым сопротивлением. Так же задаются качества электрических конечных сигналов (вид кодирования, уровни напряжения и скорость передачи сигнала) и подводятся к стандартным типам разъёмов, назначаются контактные соединения.

Функции физического этапа осуществляются абсолютно на каждом устройстве, подключённом к сети. Например, сетевой адаптер реализовывает эти функции со стороны компьютера. Вы могли уже столкнуться с протоколами первого шага: RS -232, DSL и 10Base-T, определяющими физические характеристики канала связи.

Канальный уровень

На втором этапе связываются абстрактный адрес устройства с физическим устройством, проверяется доступность среды передачи. Биты сформировываются в наборы — кадры. Основная задача канального уровня — выявление и правка ошибок. Для корректной пересылки перед и после кадра вставляются специализированные последовательности битов и добавляется высчитанная контрольная сумма. Когда кадр достигает адресата, вновь высчитывается контрольная сумма, уже прибывших данных, если она совпадает с контрольной суммой в кадре, кадр признаётся правильным. В ином случае появляется ошибка, исправляемая через повторную передачу информации.

Канальный этап делает возможным передачу информации, благодаря специальной структуре связей. В частности, через протоколы канального уровня работают шины, мосты, коммутаторы. В спецификации второго шага входят: Ethernet, Token Ring и PPP. Функции канального этапа в компьютере исполняют сетевые адаптеры и драйверы к ним.

Сетевой уровень

В стандартных ситуациях функций канального этапа не хватает для высококачественной передачи информации. Спецификации второго шага могут передавать данные лишь между узлами с одинаковой топологией, к примеру, дерева. Появляется необходимость в третьем этапе. Нужно образовать объединённую транспортную систему с разветвлённой структурой для нескольких сетей, обладающих произвольной структурой и различающихся методом пересылки данных.

Если объяснить по-другому, то третий шаг обрабатывает интернет-протокол и исполняет функцию маршрутизатора: поиск наилучшего пути для информации. Маршрутизатор — устройство, собирающее данные о структуре межсетевых соединений и передающее пакеты в сеть назначения (транзитные передачи — хопы). Если вы сталкиваетесь с ошибкой в IP-адресе, то это проблема, возникшая на сетевом уровне. Протоколы третьего этапа разбиваются на сетевые, маршрутизации или разрешения адресов: ICMP, IPSec, ARP и BGP.

Транспортный уровень

Чтобы данные дошли до приложений и верхних уровней стека, необходим четвёртый этап. Он предоставляет нужную степень надёжности передачи информации. Значатся пять классов услуг транспортного этапа. Их отличие заключается в срочности, осуществимости восстановления прерванной связи, способности обнаружить и исправить ошибки передачи. К примеру, потеря или дублирование пакетов.

Как выбрать класс услуг транспортного этапа? Когда качество каналов транспортировки связи высокое, адекватным выбором окажется облегчённый сервис. Если каналы связи в самом начале работают небезопасно, целесообразно прибегнуть к развитому сервису, который обеспечит максимальные возможности для поиска и решения проблем (контроль поставки данных, тайм-ауты доставки). Спецификации четвёртого этапа: TCP и UDP стека TCP/IP, SPX стека Novell.

Объединение первых четырёх уровней называется транспортной подсистемой. Она сполна предоставляет выбранный уровень качества.

Сеансовый уровень

Пятый этап помогает в регулировании диалогов. Нельзя, чтобы собеседники прерывали друг друга или говорили синхронно. Сеансовый уровень запоминает активную сторону в конкретный момент и синхронизирует информацию, согласуя и поддерживая соединения между устройствами. Его функции позволяют возвратиться к контрольной точке во время длинной пересылки и не начинать всё заново. Также на пятом этапе можно прекратить соединение, когда завершается обмен информацией. Спецификации сеансового уровня: NetBIOS.

Представительский уровень

Шестой этап участвует в трансформации данных в универсальный распознаваемый формат без изменения содержания. Так как в разных устройствах утилизируются различные форматы, информация, обработанная на представительском уровне, даёт возможность системам понимать друг друга, преодолевая синтаксические и кодовые различия. Кроме того, на шестом этапе появляется возможность шифровки и дешифровки данных, что обеспечивает секретность. Примеры протоколов: ASCII и MIDI, SSL.

Прикладной уровень

Седьмой этап в нашем списке и первый, если программа отправляет данные через сеть. Состоит из наборов спецификаций, через которые юзер приобретает доступ к файлам, Web-страницам. Например, при отправке сообщений по почте именно на прикладном уровне выбирается удобный протокол. Состав спецификаций седьмого этапа очень разнообразен. К примеру, SMTP и HTTP, FTP, TFTP или SMB.

Вы можете услышать где-нибудь о восьмом уровне модели ISO. Официально, его не существует, но среди работников IT-сферы появился шуточный восьмой этап. Всё из-за того, что проблемы могут возникнуть по вине пользователя, а как известно, человек находится у вершины эволюции, вот и появился восьмой уровень.

Рассмотрев модель OSI, вы смогли разобраться со сложной структурой работы сети и теперь понимаете суть вашей работы. Всё становится довольно просто, когда процесс разбивается на части!

Эталонная сетевая модель OSI, уровни модели OSI.

Определенно начинать лучше с теории, и затем, плавно, переходить к практике. Поэтому сначала рассмотрим сетевую модель (теоретическая модель), а затем приоткроем занавес на то, как теоретическая сетевая модель вписывается в сетевую инфраструктуру (на сетевое оборудование, компьютеры пользователей, кабели, радиоволны и т.д.).

Итак, сетевая модель — это модель взаимодействия сетевых протоколов. А протоколы в свою очередь, это стандарты, которые определяют каким образом, будут обмениваться данными различные программы.

Поясню на примере: открывая любую страничку в интернете, сервер (где находится открываемая страничка) пересылает в Ваш браузер данные (гипертекстовый документ) по протоколу HTTP. Благодаря протоколу HTTP Ваш браузер, получая данные с сервера, знает, как их требуется обработать, и успешно обрабатывает их, показывая Вам запрашиваемую страничку.

Если Вы еще не в курсе что из себя представляет страничка в интернете, то объясню в двух словах: любой текст на веб-страничке заключен в специальные теги, которые указывают браузеру какой размер текста использовать, его цвет, расположение на странице (слева, справа или по центру). Это касается не только текста, но и картинок, форм, активных элементов и вообще всего контента, т.е. того, что есть на страничке. Браузер, обнаруживая теги, действует согласно их предписанию, и показывает Вам обработанные данные, которые заключены в эти теги. Вы и сами можете увидеть теги этой странички (и этот текст между тегами), для этого зайдите в меню вашего браузера и выберите — просмотр исходного кода.

Не будем сильно отвлекаться, «Сетевая модель» нужная тема для тех, кто хочет стать специалистом. Эта статья состоит из 3х частей и для Вас, Я постарался написать не скучно, понятливо и коротко. Для получения подробностей, или получения дополнительного разъяснения отпишитесь в комментариях внизу страницы, и я непременно помогу Вам.

Мы, как и в Сетевой Академии Cisco рассмотрим две сетевые модели: модель OSI и модель TCP/IP (иногда её называют DOD), а заодно и сравним их.

OSI расшифровывается как Open System Interconnection. На русском языке это звучит следующим образом: Сетевая модель взаимодействия открытых систем (эталонная модель). Эту модель можно смело назвать стандартом. Именно этой модели придерживаются производители сетевых устройств, когда разрабатывают новые продукты.

Сетевая модель OSI состоит из 7 уровней, причем принято начинать отсчёт с нижнего.

Перечислим их:
  • 7. Прикладной уровень (application layer)
  • 6. Представительский уровень или уровень представления (presentation layer)
  • 5. Сеансовый уровень (session layer)
  • 4. Транспортный уровень (transport layer)
  • 3. Сетевой уровень (network layer)
  • 2. Канальный уровень (data link layer)
  • 1. Физический уровень (physical layer)

Как говорилось выше, сетевая модель – это модель взаимодействия сетевых протоколов (стандартов), вот на каждом уровне и присутствуют свои протоколы. Перечислять их скучный процесс (да и не к чему), поэтому лучше разберем все на примере, ведь усваиваемость материала на примерах гораздо выше 😉

Прикладной уровень

Прикладной уровень или уровень приложений(application layer) – это самый верхний уровень модели. Он осуществляет связь пользовательских приложений с сетью. Эти приложения нам всем знакомы: просмотр веб-страниц (HTTP), передача и приём почты (SMTP, POP3), приём и получение файлов (FTP, TFTP), удаленный доступ (Telnet) и т.д.

Представительский уровень

Представительский уровень или уровень представления данных (presentation layer) – он преобразует данные в соответствующий формат. На примере понять проще: те картинки (все изображения) которые вы видите на экране, передаются при пересылке файла в виде маленьких порций единиц и ноликов (битов). Так вот, когда Вы отправляете своему другу фотографию по электронной почте, протокол Прикладного уровня SMTP отправляет фотографию на нижний уровень, т.е. на уровень Представления. Где Ваша фотка преобразуется в удобный вид данных для более низких уровней, например в биты (единицы и нолики).

Именно таким же образом, когда Ваш друг начнет получать Ваше фото, ему оно будет поступать в виде все тех же единиц и нулей, и именно уровень Представления преобразует биты в полноценное фото, например JPEG.

Вот так и работает этот уровень с протоколами (стандартами) изображений (JPEG, GIF, PNG, TIFF), кодировок (ASCII, EBDIC), музыки и видео (MPEG) и т.д.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень или уровень сессий(session layer) – как видно из названия, он организует сеанс связи между компьютерами. Хорошим примером будут служить аудио и видеоконференции, на этом уровне устанавливается, каким кодеком будет кодироваться сигнал, причем этот кодек должен присутствовать на обеих машинах. Еще примером может служить протокол SMPP (Short message peer-to-peer protocol), с помощью него отправляются хорошо известные нам СМСки и USSD запросы. И последний пример: PAP (Password Authentication Protocol) – это старенький протокол для отправки имени пользователя и пароля на сервер без шифрования.

Больше про сеансовый уровень ничего не скажу, иначе углубимся в скучные особенности протоколов. А если они (особенности) Вас интересуют, пишите письма мне или оставляйте сообщение в комментариях с просьбой раскрыть тему более подробно, и новая статья не заставит себя долго ждать 😉

Транспортный уровень

Транспортный уровень (transport layer) – этот уровень обеспечивает надёжность передачи данных от отправителя к получателю. На самом деле всё очень просто, например вы общаетесь с помощью веб-камеры со своим другом или преподавателем. Нужна ли здесь надежная доставка каждого бита переданного изображения? Конечно нет, если потеряется несколько битов из потокового видео Вы даже этого не заметите, даже картинка не изменится (м.б. изменится цвет одного пикселя из 900000 пикселей, который промелькнет со скоростью 24 кадра в секунду).

А теперь приведем такой пример: Вам друг пересылает (например, через почту) в архиве важную информацию или программу. Вы скачиваете себе на компьютер этот архив. Вот здесь надёжность нужна 100%, т.к. если пару бит при закачке архива потеряются – Вы не сможете затем его разархивировать, т.е. извлечь необходимые данные. Или представьте себе отправку пароля на сервер, и в пути один бит потерялся – пароль уже потеряет свой вид и значение изменится.

Таким образом, когда мы смотрим видеоролики в интернете, иногда мы видим некоторые артефакты, задержки, шумы и т.п. А когда мы читаем текст с веб-страницы – потеря (или скжение) букв не допустима, и когда скачиваем программы – тоже все проходит без ошибок.

На этом уровне я выделю два протокола: UDP и TCP. UDP протокол (User Datagram Protocol) передает данные без установления соединения, не подтверждает доставку данных и не делает повторы. TCP протокол (Transmission Control Protocol), который перед передачей устанавливает соединение, подтверждает доставку данных, при необходимости делает повтор, гарантирует целостность и правильную последовательность загружаемых данных.

Следовательно, для музыки, видео, видеоконференций и звонков используем UDP (передаем данные без проверки и без задержек), а для текста, программ, паролей, архивов и т.п. – TCP (передача данных с подтверждением о получении, затрачивается больше времени).

Сетевой уровень

Сетевой уровень (network layer) – этот уровень определяет путь, по которому данные будут переданы. И, между прочим, это третий уровень Сетевой модели OSI, а ведь существуют такие устройства, которые как раз и называют устройствами третьего уровня – маршрутизаторы.

Все мы слышали об IP-адресе, вот это и осуществляет протокол IP (Internet Protocol). IP-адрес – это логический адрес в сети.

На этом уровне достаточно много протоколов и все эти протоколы мы разберем более подробно позже, в отдельных статьях и на примерах. Сейчас же только перечислю несколько популярных.

Как об IP-адресе все слышали и о команде ping – это работает протокол ICMP.

Те самые маршрутизаторы (с которыми мы и будет работать в дальнейшем) используют протоколы этого уровня для маршрутизации пакетов (RIP, EIGRP, OSPF).

Вся вторая часть курса CCNA (Exploration 2) о маршрутизации.

Канальный уровень

Канальный уровень (data link layer) – он нам нужен для взаимодействия сетей на физическом уровне. Наверное, все слышали о MAC-адресе, вот он является физическим адресом. Устройства канального уровня – коммутаторы, концентраторы и т.п.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электротехнике и электронике) определяет канальный уровень двумя подуровнями: LLC и MAC.

LLC – управление логическим каналом (Logical Link Control), создан для взаимодействия с верхним уровнем.

MAC – управление доступом к передающей среде (Media Access Control), создан для взаимодействия с нижним уровнем.

Объясню на примере: в Вашем компьютере (ноутбуке, коммуникаторе) имеется сетевая карта (или какой-то другой адаптер), так вот для взаимодействия с ней (с картой) существует драйвер. Драйвер – это некоторая программа — верхний подуровень канального уровня, через которую как раз и можно связаться с нижними уровнями, а точнее с микропроцессором (железо) – нижний подуровень канального уровня.

Типичных представителей на этом уровне много. PPP (Point-to-Point) – это протокол для связи двух компьютеров напрямую. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – стандарт передаёт данные на расстояние до 200 километров. CDP (Cisco Discovery Protocol) – это проприетарный (собственный) протокол принадлежащий компании Cisco Systems, с помощью него можно обнаружить соседние устройства и получить информацию об этих устройствах.

Вся третья часть курса CCNA (Exploration 3) об устройствах второго уровня.

Физический уровень

Физический уровень (physical layer) – самый нижний уровень, непосредственно осуществляющий передачу потока данных. Протоколы нам всем хорошо известны: Bluetooth, IRDA (Инфракрасная связь), медные провода (витая пара, телефонная линия), Wi-Fi, и т.д.

Подробности и спецификации ждите в следующих статьях и в курсе CCNA. Вся первая часть курса CCNA (Exploration 1) посвящена модели OSI.

Заключение

Вот мы и разобрали сетевую модель OSI. В следующей части приступим к Сетевой модели TCP/IP, она меньше и протоколы те же. Для успешной сдачи тестов CCNA надо провести сравнение и выявить отличия, что и будет сделано.

7 уровней модели OSI — физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной

Содержание:

Модель OSI

Эталонная модель OSI являет собой 7-уровневую сетевую иерархию созданную международной организацией по стандартам (ISO). Представленная модель на рис.1 имеет 2 различных модели:

  • горизонтальная модель на основе протоколов, реализующую взаимодействие процессов и ПО на разных машинах
  • вертикальную модель на основе услуг, реализуемых соседними уровнями друг другу на одной машине

В вертикальной — соседние уровни меняются информацией с помощью интерфейсов API. Горизонтальная модель требует общий протокол для обмена информацией на одном уровне.

Рисунок — 1

Модель OSI описывает только системные методы взаимодействия, реализуемые ОС, ПО и тд. Модель не включает методы взаимодействия конечных пользователей. В идеальных условиях приложения должны обращаться к верхнему уровню модели OSI, однако на практике многие протоколы и программы имеют методы обращения к нижним уровням.

Физический уровень

На физическом уровне данные представлены в виде электрических или оптических сигналов, соответствующие 1 и 0 бинарного потока. Параметры среды передачи определяются на физическом уровне:

  • тип разъемов и кабелей
  • разводка контактов в разъемах
  • схема кодирования сигналов 0 и 1

Самые распространенные виды спецификаций на этом уровне:

На физическом уровне нельзя вникнуть в смысл данных, так как она представлена в виде битов.

Канальный уровень

На этом канале реализована транспортировка и прием кадров данных. Уровень реализует запросы сетевого уровня и использует физический уровень для приема и передачи. Спецификации IEEE 802.x делят этот уровень на два подуровня управление логическим каналом (LLC) и управление доступом к среде (MAC). Самые распространенные протоколы на этом уровне:

Также на этом уровне реализуется обнаружение и исправление ошибок при передаче. На канальном уровне пакет помещается в поле данных кадра — инкапсуляция. Обнаружение ошибок возможно с помощью разных методов. К примеру реализация фиксированных границ кадра, или контрольной суммой.

Сетевой уровень

На этом уровне происходит деление пользователей сети на группы. Здесь реализуется маршрутизация пакетов на основе MAC-адресов. Сетевой уровень реализует прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень. На этом уровне стираются границы сетей разных технологий. Маршрутизаторы работают на этом уровне. Пример работы сетевого уровня показан на рис.2 Самые частые протоколы:

Рисунок — 2

Транспортный уровень

На этом уровне потоки информации делятся на пакеты для передачи их на сетевом уровне. Самые распространенные протоколы этого уровня:

  • TCP — протокол управления передачей
  • NCP
  • SPX
  • TP4

Сеансовый уровень

На этом уровне происходит организация сеансов обмена информацией между оконечными машинами. На этом уровне идет определение активной стороны и реализуется синхронизация сеанса. На практике многие протоколы других уровней включают функцию сеансового уровня.

Уровень представления

На этом уровне происходит обмен данными между ПО на разных ОС. На этом уровне реализовано преобразование информации (кодирование, сжатие и тд) для передачи потока информации на транспортный уровень. Протоколы уровня используются и те, что используют высшие уровни модели OSI.

Прикладной уровень

Прикладной уровень реализует доступ приложения в сеть. Уровень управляет переносом файлов и управление сетью. Используемые протоколы:

  • FTP/TFTP — протокол передачи файлов
  • X 400 — электронная почта
  • Telnet
  • smtp
  • CMIP — управление информацией
  • SNMP — управление сетью
  • NFS — сетевая файловая система
  • FTAM — метод доступа для переноса файлов

Уровни Модели OSI и Сетевые Протоколы

Сетевая модель OSI — это эталонная модель взаимодействия открытых систем, на английском звучит как Open Systems Interconnection Basic Reference Model. Ее назначение в обобщенном представлении средств сетевого взаимодействия.

То есть модель OSI — то обобщенные стандарты для разработчиков программ, благодаря которым любой компьютер одинаково может расшифровать данные, переданные с другого компьютера. Чтобы было понятно, приведу жизненный пример. Известно, что пчелы видят все окружающее их в утрафиалетовом свете. То есть одну и ту же картинку наш глаз и пчелиный воспринимает абсолютно по-разному и то, что видят насекомые, может быть незаметно для зрения человека.

То же самое и с компьютерами — если один разработчик пишет приложение на каком-либо программном языке, который понимает его собственный компьютер, но не доступен ни для одного другого, то на любом другом устройстве вы прочитать созданный этим приложением документ не сможете. Поэтому пришли к такой идее, чтобы при написании приложений следовать единому своду правил, понятному для всех.

Уровни OSI

Для наглядности процесс работы сети принято разделять на 7 уровней, на каждом из которых работает своя группа протоколов.

Сетевой протокол — это правила и технические процедуры, позволяющие компьютерам, объединенным в сеть, осуществлять соединение и обмен данными.
Группа протоколов, объединенных единой конечной целью, называется стек протоколов.

Для выполнения разных задач имеется несколько протоколов, которые занимаются обслуживанием систем, например, стек TCP/IP. Давайте здесь внимательно посмотрим на то, каким образом информация с одного компьютера отправляется по локальной сети на другой комп.

Задачи компьютера ОТПРАВИТЕЛЯ:

  • Взять данные из приложения
  • Разбить их на мелкие пакеты, если большой объем
  • Подготовить к передаче, то есть указать маршрут следования, зашифровать и перекодировать в сетевой формат.

Задачи компьютера ПОЛУЧАТЕЛЯ:

  • Принять пакеты данных
  • Удалить из него служебную информацию
  • Скопировать данные в буфер
  • После полного приема всех пакетов сформаровать из них исходный блок данных
  • Отдать его приложению

Для того, чтобы верно произвести все эти операции и нужен единый свод правил, то есть эталонная модель OSI.

Вернемся у к уровням OSI. Их принято отсчитывать в обратном порядке и в верхней части таблицы располагаются сетевые приложения, а в нижней — физическая среда передачи информации. По мере того, как данные от компьютера спускаются вниз непосредственно к сетевому кабелю, протоколы, работающие на разных уровнях, постепенно их преобразовывают, подготавливая к физической передаче.

Разберем их подробнее.

7. Прикладной уровень (Application Layer)

Его задача забрать у сетевого приложения данные и отправить на 6 уровень.

6. Уровень представления (Presentation Layer)

Переводит эти данные на единый универсальный язык. Дело в том, что каждый компьютерный процессор имеет собственный формат обработки данных, но в сеть они должны попасть в 1 универсальном формате — именно этим и занимается уровень представления.

5. Сеансовый уровень (Session Layer)

У него много задач.

  1. Установить сеанс связи с получателем. ПО предупреждает компьютер-получатель о том, что сейчас ему будут отправлены данные.
  2. Здесь же происходит распознавание имен и защита:
    • идентификация — распознавание имен
    • аутентификация — проверка по паролю
    • регистрация — присвоение полномочий
  3. Реализация того, какая из сторон осуществляет передачу информации и как долго это будет происходить.
  4. Расстановка контрольных точек в общем потоке данных для того, чтобы в случае потери какой-то части легко было установить, какая именно часть потеряна и следует отправить повторно.
  5. Сегментация — разбивка большого блока на маленькие пакеты.

4. Транспортный уровень (Transport Layer)

Обеспечивает приложениям необходимую степень защиты при доставке сообщений. Имеется две группы протоколов:

  • Протоколы, которые ориентированы на соединение — они отслеживают доставку данных и при необходимости запрашивают повторную отправку при неудаче. Это TCP — протокол контроля передачи информации.
  • Не ориентированные на соединение (UDP) — они просто отправляют блоки и дальше не следят за их доставкой.

3. Сетевой уровень (Network Layer)

Обеспечивает сквозную передачу пакета, рассчитывая его маршрут. На этом уровне в пакетах ко всей предыдущей динформации, сформированной другими уровнями, добавляются IP адреса отправителя и получателя. Именно с этого момент пакет данных называется собственно ПАКЕТОМ, у которого есть IP адреса (IP протокол — это протокол межсетевого взаимодействия).

2. Канальный уровень (Data Link Layer)

Здесь происходит передача пакета в пределах одного кабеля, то есть одной локальной сети. Он работает только до пограничного маршрутизатора одной локальной сети. К полученному пакету канальный уровень добавляет свой заголовок — MAC адреса отправителя и получателя и в таком виде блок данных уже называется КАДРОМ.

При передачи за пределы одной локальной сети пакету присваивается MAC не хоста (компьютера), а маршрутизатора другой сети. Отсюда как раз появляется вопрос серых и белых IP, о которых шла речб в статье, на которую была выше дана ссылка. Серый — это адрес внутри одной локальной сети, который не используетс яза ее пределами. Белый — уникальный адрес во всем глобальном интернете.

При поступлении пакета на пограничный роутер IP пакета подменяется на IP этого роутера и вся локальная сеть выходит в глобальную, то есть интернет, под одним единственным IP адресом. Если адрес белый, то часть данных с IP адресом не изменяется.

1. Физический уровень (Transport layer)

Отвечает за преобразование двоичной информации в физический сигнал, который отправляется в физический канал передачи данных. Если это кабель, то сигнал электрический, если оптоволоконная сеть, то в оптический сигнал. Осуществляется это преобразование при помощи сетевого адаптера.

Стеки протоколов

TCP/IP — это стек протоколов, который управляет передачей данных как в локальной сети, так и в глобальной сети Интернет. Данный стек содержит 4 уровня, то есть по эталонной модели OSI каждый из них объединяет в себе несколько уровней.

  1. Прикладной (по OSI — прикладной, представления и сеансовый)
    За данный уровень отвечают протоколы:
    • TELNET — удаленный сеанс связи в виде командной строки
    • FTP — протокол передачи файлов
    • SMTP — протокол пересылки почты
    • POP3 и IMAP — приема почтовых отправлений
    • HTTP — работы с гипертекстовыми документами
  2. Транспортный (по OSI то же самое) — это уже описанные выше TCP и UDP.
  3. Межсетевой (по OSI — сетевой) — это протокол IP
  4. Уровень сетевых интерфейсов (по OSI — канальный и физический)За работу этого уровня отвечают драйверы сетевых адаптеров.

Терминология при обозначении блока данных

  • Поток — те данные, которыми оперируются на прикладном уровне
  • Дейтаграмма — блок данных на выходе с UPD, то есть у которого нет гарантированной доставки.
  • Сегмент — гарантированный для доставки блок на выходе с протокола TCP
  • Пакет — блок данных на выходе с протокола IP. поскольку на данном уровне он еще не гарантирован к доставке, то тоже может называться дейтаграммой.
  • Кадр — блок с присвоенными MAC адресами.

Спасибо!Не помогло

Лучшие предложения

Александр

Специалист по беспроводным сетям, компьютерной технике и системам видеонаблюдения. Выпускник образовательного центра при МГТУ им. Баумана в Москве. Автор видеокурса «Все секреты Wi-Fi»

Задать вопрос

Эталонная модель сетевого взаимодействия OSI 7 и ее уровни. Семь уровней модели открытых систем

Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем изучать основы работы компьютерных сетей, напомню, что эти записи основаны на программе Cisco ICND1 и помогут вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA. Ранее мы детально разобрались с декомпозицией задачи сетевого взаимодействия и поговорили о службах и протоколах для того, чтобы сейчас посвятить всё свое время модели открытых систем или модели сетевого взаимодействия OSI 7, просто в этой публикации мне не хотелось тратить время на темы, которые не имеют непосредственного отношения к рассматриваемой модели передачи данных.

Дело все в том, что модель OSI или модель стека протоколов TCP/IP, которая будет рассмотрена в следующей по порядку теме, описывает архитектуру и функции компьютерной сети на каждом из уровней, поэтому важно понимать и знать функции каждого уровня модели передачи данных, чтобы понимать принципы функционирования компьютерных сетей в целом.

Перед началом я хотел бы вам напомнить, что ознакомиться с опубликованными материалами первой части нашего курса можно по ссылке: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».

1.14.1 Введение

Содержание статьи:

Две предыдущих темы подводили нас к разговору о модели взаимодействия в компьютерных сетях. В данном случае слово модель можно заменить на принципы взаимодействия в компьютерных сетях или принципиальная схема работы компьютерной сети. Для нас будет существовать две модели: модель OSI 7 или модель стека протоколов TCP/IP. В этой теме мы разберемся с моделью OSI 7 или если написать полностью, то по-русски это будет выглядеть так: Базовая Эталонная Модель Взаимодействия Открытых Систем, а по-английски вот так: open systems interconnection basic reference model.

Чаще всего я буду просто говорить OSI 7 или просто OSI, а иногда использовать словосочетание эталонная модель или эталонная модель передачи данных, думаю, не стоит объяснять, что цифра семь означает семь уровней, через которые проходят данные при их передаче от компьютера А к компьютеру Б, кстати, стоит отметить что в некоторых источниках эталонную модель называют: OSI/ISO.

1.14.2 Семь уровней модели OSI 7

Итак, я уже упоминал, что модель OSI представляет собой семь уровней, грубо говоря, это означает, что электронное письмо при передаче с компьютера А на компьютер Б должно пройти семь стадий обработки сначала сверху вниз на компьютере А (то есть каким-то образом, за семь шагов, текст, который вы напечатали и видите в почтовом клиенте, превращается в поток битов) так, чтобы его можно было передать по проводам, а затем компьютер Б принимает этот поток битов и точно также за семь шагов превращает этот поток нулей и единиц в понятное письмо, которое сможет прочесть тот человек, которому было адресовано это письмо.

Прежде чем продолжить мне стоит дать небольшое пояснение. Дело в том, что протоколы эталонной модели не используются на практике по той простой причине, что ее разрабатывали теоретики с большим запаздыванием (в том время, когда протоколы модели OSI были описаны, повсеместно уже использовались протоколы модели TCP/IP), поэтому, когда мы будем говорить о уровнях модели OSI и перечислять протоколы, чаще всего я буду указывать протоколы модели TCP/IP, которые соответствуют тому или иному уровню модели OSI 7. Тем же, кому интересны теоретические изыскания, история модели OSI 7 и другая некрофилия, могут обратиться к книге Таненбаума «Компьютерная сеть», в ней вы сможете найти ссылки на другие книги, которые целиком и полностью посвящены этим вопросам.

Итак, сейчас нам важно понимать, что модель OSI состоит из следующих семи уровней:

Каждый из этих уровней выполняет свои определенные задачи, на каждом уровне есть свои единицы измерения информации или тип данных – PDU (protocol data unit), это единицы измерения данных, которыми оперирует протокол на том или ином уровне, так, например, на уровнях с седьмого по пятый включительно PDU называется просто – данные, на транспортном уровне в случае протокола TCP данные представляются в виде сегментов, а в случае протокола UDP единицей измерения данных являются дейтаграммы или датаграммы, мне удобнее первый вариант. На сетевом уровне PDU называются пакетами, на канальном уровне – это кадры, а на физическом уровне – это последовательность нулей и единиц или просто биты.

Также стоит отметить, что условно уровни эталонной модели делятся на верхние и нижние:

  • физический, канальный и сетевой уровни можно отнести к нижним уровням или уровням среды передачи данных, в английской литературе это называется media layers;
  • а вот транспортный, сеансовый, представительский и уровень приложений относятся к host layers или к верхним уровням, ну или к уровням хоста.

В принципе, это справедливо ведь хабы, коммутаторы и маршрутизаторы в классическом своем виде работают с протоколами и стандартами, которые относятся к первым трем уровням, их задача – передать данные из точки А в точку Б, эти устройства не являются генераторами трафика, если не считать служебный трафик, который они генерируют для поддержания сети в рабочем состояние (подробнее о видах сетевого взаимодействия можно почитать здесь).

А вот протоколы и стандарты транспортного и вышестоящих уровней уже работают на конечных устройствах (компьютерах, планшетах, ноутбуках и т.д.). Для сетевого инженера наибольший интерес представляют уровни с первого по четвертый, именно им мы и уделим свое внимание, хотя на вышестоящих уровнях есть важные, интересные и полезные протоколы, которые облегчают нам жизнь: telnet, DNS, SSH, DHCP, SNMP и другие, но о них мы будем говорить отдельно.

1.14.3 Общие принципы работы сетевой модели OSI 7

Для начала давайте обобщим полученную ранее информацию о модели сетевого взаимодействия OSI 7, ее уровнях, протоколах и PDU на каждом из уровней, для этого сведем эти данные одну таблицу, так будет гораздо нагляднее.

Рисунок 1.14.1 Таблица с общими сведения о принципах работы сетевой модели OSI

В этой таблице наглядно показана вся основная информация о модели OSI 7, теперь давайте вспомним предыдущие темы, в которых мы говорили про декомпозицию задачи сетевого взаимодействия и разбирались с службами и протоколами. Попробуем совместить эти темы с моделью OSI 7 и сделать концептуальную схему работы этой модели передачи данных. Схема работы модели OSI 7 показана на Рисунке 1.14.2, здесь показано: где работают протоколы, где работают межсетевые интерфейсы (службы) и что происходит с данными на нижних четырех уровнях (три верхних нас не очень интересуют).

Рисунок 1.14.2 Простая схема, описывающая принцип работы модели OSI 7

Что из этого рисунка видно? Здесь видно, что седьмой уровень не оказывает никаких услуг другим уровням, по-хорошему мне нужно было дорисовать человека, который взаимодействует с седьмым уровнем, если хотите, то прикладной уровень оказывает услугу конечному пользователю.

Также здесь мы видим, что модель OSI 7 проводит четкую границу между протоколом и службой, службы работают между уровнями внутри одного устройства, а протоколы отвечают за взаимодействие двух устройств на одном уровне. Еще по рисунку можно понять, что данные разбиваются на более мелкие фрагменты два раза:

  1. Первый раз данные разбиваются на сегменты, когда приходят с сеансового уровня на транспортный, при этом на транспортном уровне сегменты получают специальные метки, по которым принимающая сторона сможет понять в какой последовательности склеивать полученные сегменты, чтобы получить исходные данные.
  2. Второй раз деление происходит, когда передающее устройство готовится отправить кадр в среду передачи данных, для этого оно разбивает кадр на последовательность нулей и единиц (биты).

Процесс сборки происходит в обратном порядке: сперва принимающая сторона из последовательности бит склеит кадр (обратите внимание: принимающая сторона не знает правильную последовательность, поэтому если она получит биты не в той последовательности, то не сможет верно собрать кадр), а затем принимающее устройство из сегментов соберет данные.

При этом стоит сказать следующее: возьмем для примера «Сегмент 1», который затем у нас превратится в «Кадр 1» (для начала попробуйте ответить самостоятельно на вот такой вопрос: что больше, «Кадр 1» или «Сегмент 1»). Правильный ответ здесь: «Кадр 1» больше и вот почему: дело все в том, что, когда данные поступают с сеансового уровня на транспортный, они разбиваются на фрагменты, к каждому фрагменту данных на транспортном уровне добавляется заголовок, по которому можно будет восстановить исходные данные, давайте сейчас будем называть фрагмент данных с заголовком транспортного уровня сегментом.

Дальше сегмент спускается с транспортного уровня на сетевой, для сетевого уровня данными (или просто полезной информацией) является заголовок транспортного уровня плюс, закрепленный за ним фрагмент данных, то есть сегмент целиком, поверх этого сегмента сетевой уровень ставит свой заголовок, с помощью которого будет определен маршрут, по которому получившаяся конструкция, называемая пакетом, пройдет по сети, таким образом получается, что пакет – это сегмент, поверх которого проставлен заголовок сетевого уровня. То есть «Пакет 1» по размеру уже больше, чем «Сегмент 1» (мы сейчас имеем ввиду стандартную ситуацию, когда не происходит фрагментации IP-пакетов, про фрагментацию мы поговорим отдельно).

Дальше данные опустятся с сетевого уровня на канальный, для канального уровня данными является вот такая конструкция: небольшой фрагмент действительно полезных данных, который пользователь хотел передать, над которым был повешан заголовок транспортного уровня, над которым есть заголовок сетевого уровня, то есть сетевой пакет – это и есть полезные данные для канального уровня, поверх пакета на канальному уровне будет установлен еще один заголовок, но это будет еще не кадр, поскольку после того, как над пакетом будет установлен заголовок, узел посчитает контрольную сумму, которую запишет в конце кадра, то есть после того, как закончится пакет, эта контрольная сумма нужна для проверки целостности кадра на принимающей стороне. Для наглядности можете обратить внимание на Рисунок 1.14.3.

Рисунок 1.14.3 Что происходит, когда данные переходят с верхнего уровня на нижний

Здесь наглядно показано все то, о чем я так долго и упорно писал. Перед тем как отправить кадр в среду передачи данных, передающий узел превратит его в последовательность бит. На принимающей стороне действия будут происходить в обратном порядке. Процесс упаковки данных в заголовки называется инкапсуляцией данных, а процесс распаковки данных называется декапсуляцией, об этом мы поговорим в отдельной теме.

1.14.4 Физический уровень эталонной модели сетевого взаимодействия

Название первого уровня эталонной модели сетевого взаимодействия говорит само за себя, на физическом уровне определяются основные характеристики сигналов и среды, в которой эти сигналы распространяются. Единицей измерения на физическом уровне или PDU физического уровня является бит – логический ноль и логическая единица, при этом стоит отметить, что за каждым состоянием (нулем или единицей) закреплен определенный сигнал с определенными характеристиками, то есть логический ноль – это не сигнал нулевого уровня, иначе как понять, что передача данных не ведется.

На физическом уровне учитывается и то, что сигналы передаются не мгновенно, у каждого сигнала есть длительность (интервал времени, когда сигнал начинается и когда заканчивается), а также время, за которое сигнал проходит расстояние из точки А в точку Б. Также физический уровень вместе с канальным определяет возможную физическую топологию компьютерной сети и режим передачи данных: двунаправленный (дуплексный) или однонаправленный (полудуплексный). В первом случае устройство может одновременно и передавать, и принимать данные, во втором случае одно устройство отправляет данные, а другое слушает и принимает.

На физическом уровне происходит выбор среды передачи данных и характеристики этой среды, условно мы можем разделить все среды на два вида: проводные и беспроводные. Проводные и беспроводные среды тоже делятся. Так, например, если говорить о проводах, то чаще всего вам будут встречаться медные и оптические линии связи, про оптические мы поверхностно поговорим в отдельной теме, сейчас даже не будем трогать этот зоопарк. На данный момент в Ethernet сетях в качестве медных проводников чаще всего используется витая пара, которая вытеснила коаксиальный кабель из-за того, что Ethernet сеть на коаксиальном кабеле имеет топологию общая шина, а как мы в дальнейшем узнаем, топология общая шина – это страшный сон сетевого инженера.

Стоит отметить, что от выбранного проводника зависит расстояние, на которое можно предавать данные между двумя точками (из этой публикации вы сможете узнать о деление компьютерных сетей в зависимости от их масштаба), то есть физический уровень определяет и эту характеристику компьютерной сети. Еще на физическом уровне определяется скорость передачи данных между двумя точками сети. Также физический уровень и выбранный тип проводника определяет тип портов на конечных устройствах и способы оконечивания линий (об этом мы немного говорили, когда рассматривали взаимодействие двух компьютеров по сети в Cisco Packet Tracer).

Если говорить про беспроводные среды передачи данных, то главным фактором, определяющим технологию беспроводной передачи данных, является частота волн, которыми обмениваются приемопередающими устройствами. Наиболее распространенной технологией беспроводной передачи данных является Wi-Fi.

Стоит выделить устройства, работающие на физическом уровне: во-первых, это всевозможные усилители и ретрансляторы сигнала, которые используются тогда, когда расстояние для выбранной среды передачи данных слишком велико, во-вторых, это приемопередающие антенны. Далее можно выделить всевозможные конвертора, которые позволяют передавать сигнал между различными средами. Так, например, SFP-модуль, вставляемый в коммутатор, превращает выходной электрический сигнал в оптический сигнал (оптическая линия имеет большую пропускную способность по сравнению с медной линией и позволяет передавать данные на большей скорости), а входной оптический сигнал в электрический, с которым может работать процессор и другие электрические модули коммутатора. Стоит вспомнить и о хабах и сетевых концентраторах, которые являются типичными устройствами физического уровня, чуть подробнее мы о них поговорим позже, сейчас же просто запомните: не нужно путать хабы с неуправляемыми коммутаторами и не нужно вообще использовать хабы и сетевые концентраторы.

Если вам интересны протоколы физического уровня, то вот вам список: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSM Um radio interface, ITU и ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960. Сюда же можно отнести и технологию Ethernet, которая работает одновременно и на канальном, и на физическом уровнях, она для нас наиболее интересна, также мы немного поговорим о Wi-Fi сетях.

1.14.5 Канальный уровень модели OSI 7, его устройства и протоколы

Канальный уровень идет вторым по счету в семиуровневой модели. На этом уровне у устройств появляются адреса, которые однозначно их идентифицируют, сейчас я говорю про MAC-адреса, но не стоит думать, что на физическом уровне адресов нет, они есть и о них мы поговорим, когда будем разбираться с адресацией в компьютерных сетях. У канального уровня есть две очень важных задачи:

  1. Первая заключается в формирование сообщений из последовательности бит. Эти сообщения имеют строгий формат, благодаря которому будет легко управлять логикой передачи в канале связи, а также процессом доступа к ресурсам канальной среды.
  2. Вторая задача заключается в обнаружении ошибок, некоторые технологии канального уровня умеют только обнаруживать ошибки, некоторые обнаруживать и исправлять, а некоторые обнаруживать и запрашивать повторную передачу. Количество ошибок, которые можно обнаружить и/или исправить зависит от используемых канальных кодов (подробнее читайте у Таненбаума и Скляра, список литературы есть в первой публикации, в которой мы говорили о данном курсе по компьютерным сетям).

Иногда на канальном уровне решается проблема быстрого передатчика и медленного приемника, то есть может быть реализован механизм, который позволяет приемнику давать указанию передатчику о том, с какой скоростью следует передавать данные.

Типичным устройством канального уровня является сетевой коммутатор, именно благодаря появлению коммутатора в Ethernet сетях появилась возможность реализовать топологию звезда, а после того, как появился протокол STP, у нас появилась возможность строить кольца в Ethernet сетях.

По большей мере на канальном уровне в рамках данного курса нас будут интересовать протокол ARP и технология Ethernet (а также протоколы и технологии канального уровня, которые тесно связаны с сетями Ethernet). Если же вам интересно: какие протоколы и технологии есть еще на канальном уровне, то вот небольшой список: ARCnet, ATM, Controller Area Network (CAN), Econet, IEEE 802.3 (Ethernet), Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (предоставляет функции LLC для подуровня IEEE 802 MAC), Link Access Procedures, D channel (LAPD), IEEE 802.11 wireless LAN, LocalTalk, Multiprotocol Label Switching (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), Serial Line Internet Protocol (SLIP, устарел), StarLan, Token ring, Unidirectional Link Detection (UDLD), x.25, ARP.

1.14.6 Сетевой уровень эталонной модели, протоколы и оборудование сетевого уровня

На сетевом уровне модели OSI есть один самый важный протокол – это протокол IP и есть протоколы, которые помогают работать инженеру с IP. Сетевой уровень является третьим по счету в иерархии эталонной модели. Если говорит про физические устройства компьютерной сети, работающие на третьем уровне, то это маршрутизаторы/роутеры, нет, тут конечно можно выделить коммутаторы уровня L3, но маршрутизация в них происходит не совсем честная.

Задача сетевого уровня заключается в том, чтобы обеспечить связь и выбор оптимального пути (с точки зрения сетевого инженера) между двумя узлами компьютерной сети, при этом сами узлы могут находиться в разных подсетях, а с географической точки зрения могут быть очень сильно удалены друг от друга. Если говорить коротко, то сетевой уровень в модели OSI 7 решает две важные задачи:

  1. Решается задача логической адресации узлов.
  2. Происходит выбор оптимального пути для доставки данных.

Для адресации узлов компьютерной сети на третьем уровне мы будем использовать IP-адреса, единицей измерения данных на сетевом уровне или PDU является пакет, для нас это будет IP-пакет. Тут стоит отметить, что протокол IP не имеет никакого отношения к модели OSI, этот протокол из модели TCP/IP, но так уж получилось, что в реальном мире протоколы модели OSI 7 практически не используются, и я не вижу смысла разбираться с тем, что никому и нигде ненужно. Добавим, что протокол IP передает данные без установления соединения, в то время как модель OSI 7 на сетевом уровне предлагает два варианта связи: с установлением соединения и без установления соединения. Еще одной важной задачей сетевого уровня является балансировка нагрузки.

Для нас одним из самых важных протоколов сетевого уровня является протокол IP, который обеспечивает логическую адресацию компьютерной сети. Также на сетевом уровне работают протоколы динамической маршрутизации, эти протоколы дают возможность роутерам обмениваться информацией о известных сетях практически без участия человека, позже мы узнаем о том, на какие виды делятся протоколы динамической маршрутизации, сейчас же просто перечислим некоторые: RIP (скорее всего вы уже нигде не встретите этот протокол, но мы с ним разберемся, так как он очень прост и на его примере будут легко разобраться с основными принципами динамической маршрутизации), EIGRP, OSPF, IS-IS.

1.14.7 Транспортный уровень семиуровневой модели и протоколы TCP, UDP

Транспортный уровень модели OSI 7 – это последний уровень, за который отвечает сетевой инженер, правильнее будет сказать так: на транспортном уровне компьютерной сети находится граница между зонами ответственности сетевых инженеров и людей, занимающихся обслуживанием непосредственно узлов компьютерной сети (системных администраторов, программистов DevOps-инженеров).

Транспортный уровень компьютерной сети обеспечивает сквозное соединение между двумя узлами компьютерной сети поверх ненадежной сети передачи данных. Два конечных узла (то есть компьютера) из разных подсетей по сути общаются на транспортном уровне эталонной модели. К модели OSI 7 это не относится, так как здесь на транспортном уровне поддерживается только один вид соединения, но в большинстве компьютерных сетей на транспортном уровне определяется вид соединения: протокол TCP позволяет организовать связь с установлением соединения, он используется для передачи данных, для которых потери критичны (файлы, тексты и т.д.), а протокол UDP позволяет организовать связь без установления соединения, этот протокол используется для передачи данных, для которых более критичны задержки (аудио и видео связь в режиме реального времени, онлайн игры).
Уровни эталонной модели, которые находятся выше транспортного, решают задачи взаимодействия пользователя с приложениями компьютера и представления данных в удобном для конечного потребителя услуги виде. Уровни с первого по четвертый решают задачи передачи данных между узлами компьютерной сети.

Мы уже отмечали, что транспортный уровень нужен для передачи данных между узлами поверх ненадежной компьютерной сети, то есть транспортный уровень создает для конечного узла виртуальный канал (с определенными характеристиками в зависимости от типа передаваемых данных), таким образом транспортный уровень взаимодействует с нижележащими уровнями, но помимо этого транспортный уровень взаимодействует с вышестоящим уровнем, то есть предоставляет ему услугу, с сеансового уровня на транспортный информация поступает в виде данных, эти данные транспортный уровень делит на небольшие фрагменты, которые можно передавать по сети, в случае протокола TCP такие фрагменты называются сегментами, а в случае протокола UDP такие фрагменты называются дейтаграммами или датаграммами.

Например, взаимодействие между клиентом и сервером по протоколу HTTP происходит поверх транспортного протокола TCP, при этом взаимодействующим устройствам (то есть клиентскому компьютеру, на котором установлен браузер и серверу, на котором работает серверное приложение, например, веб-сервер Apache) совсем неважно сколько узлов находится между ними и каким маршрутом пойдет трафик, поэтому соединение на транспортном уровне называется сквозным (о схеме взаимодействия клиент-сервер можно почитать подробнее здесь). Если же говорить совсем коротко, то на транспортном уровне решается несколько важных задач:

  1. Организовывается сквозное соединение между конечными узлами с приемлемым качеством.
  2. Обеспечивается надежная связь между узлами поверх ненадежной сети, то есть транспортный уровень может гарантировать, что принимающая сторона получит неповрежденные данные в той последовательности, в которой они были отправлены.
  3. На транспортном уровне происходит процесс управления соединением между обменивающимися сторонами, то есть устанавливается и разрывается соединение.
  4. Транспортный уровень получается данные от сеансового уровня и разбивает их на сообщения, которые будет удобно передавать по сети.

Также стоит отметить следующее: если физический и канальный уровень определяли физическую топологию компьютерной сети, а сетевой уровень определял ее логическую топологию. То на транспортном уровне всегда одна топология, которую можно назвать точка-точка. Почему так? Да потому что вам всегда нужно устанавливать связь с удаленными машинами и если вы хотите смотреть YouTube и слушать музыку в Вконтакте, то вам нужно будет установить соединение с этими серверами, а если вы захотите еще и почитать Википедию, то вам придется установить связь еще и с этим сервером. И понятно, что сервер, на котором работает YouTube не сможет обратиться к серверам Википедии через вашу машину.

1.14.8 Что нужно знать сетевому инженеру про верхние уровни модели OSI 7

Мы уже отмечали, что процессы, происходящие на уровнях модели OSI 7 выше транспортного, сетевого инженера волновать не должны, но на этих уровнях есть несколько интересных и полезных для сетевого инженера технологий и протоколов, о которых стоит упомянуть, а также стоит сказать о функциях вышестоящих уровней. Пойдем по порядку.

Сеансовый или пятый уровень модели OSI 7

На сеансовом уровне мы сразу же сталкиваемся с одним из главных недостатков эталонной модели – повторением и дублированием функционала между уровнями. На пятом уровне модели OSI 7 происходит создание, управлением и завершение сеанса связи между двумя хостами. Также сеансовый уровень оказывает услугу представительскому в виде синхронизации и управления обмена данными.

Представления — шестой уровень эталонной модели

Уровень представления или представительский уровень является шестым по счету в эталонной модели передачи данных, этот уровень гарантирует, что данные отправленные прикладным уровнем одной машины, будут распознаны прикладным уровнем другой машины. Например, одна машина использует кодировку UTF-8, а вторая машина умеет представлять данные пользователю только ASCII, уровень представления решает как раз-таки отвечает за преобразование текста из кодировки UTF-8 в кодировку ASCII и обратно.

Прикладной уровень или уровень приложений

Прикладной уровень или уровень приложений – это верхушка айсберга под названием эталонная модель передачи данных, именно с этим уровнем работают пользователи, безжалостно и хаотично кликая устройством ввода типа мышь по поверхностям своих мониторов. Этот уровень не предоставляет услуги другим уровням, на этом уровне приложения обмениваются данными напрямую, например, ваш браузер и веб-сервер в интернете обмениваются данными по протоколу HTTP, а файловый клиент взаимодействует с удаленным файловым сервером по протоколу FTP или SFTP (s – это не security, s – это simple, FTP в качестве транспорта использует TCP, а SFTP использует UDP).

Про уровни мы поговорили, теперь давайте обсудим полезные протоколы и технологии. Мы уже упоминали протокол SFTP, производители сетевого оборудования очень его любят, так как он дешевле и проще в реализации, нежели FTP (реализовать TCP гораздо сложнее и дороже, нежели UDP). Зачем нужен протокол передачи файлов? Например, вы подготовили совершенно новый конфигурационный файл для своего сетевого устройства и не хотите тратить время на построчное выполнение команд через интерфейс командной строки, тогда вы можете воспользоваться файловым протоколом и загрузить новый конфиг на устройство.
Есть еще древний протокол telnet, который создавался в те времена, когда не было мышек, но он до сих пор используется для удаленного управления сетевыми устройствами при помощи специальных клиентов, одним из таких клиентов является Putty, можете почитать про него отдельно. Кстати говоря, клиентское приложение решает проблему с мышью.

Не удивляйтесь, но протокол HTTP знать полезно. Во-первых, у многих сетевых устройств есть графический веб-интерфейс, правда использовать его для диагностики и конфигурирования – это боль, страдание и унижение, даже если вы попытаетесь сконфигурировать простенький коммутатор уровня доступа. Во-вторых, если вы попадете в тех. поддержку провайдера, то поймете, что 90% обращений абонентов связаны с глупостью абонентов, а не проблемами на вашей сети, чтобы понимать, что у абонента случилось, вам нужно уметь интерпретировать сообщения на экране абонентского браузера и знать коды состояния HTTP сервера.
Стоит сказать и про протокол SNMP, который используется в более-менее масштабных компьютерных сетях для мониторинга, протокол очень интересный и полезный, но к сожалению, мы не уделим ему никакого внимания. Протокол SSH также будет вам полезен, этот протокол не просто позволяет удаленно управлять различными устройствами, но еще и шифрует весь трафик.
Есть два очень полезных протокола: DHCP и DNS, о этих протоколах мы будем говорить отдельно, сейчас лишь отметим, что первый позволяет выдавать узлам вашей сети IP-адреса и другие сетевые настройки динамически, то есть без вашего участия (узел сам делает запрос на получение нужных данных к серверу), что очень удобно, когда узлов в вашей сети больше десяти. Второй отвечает за магию превращения доменных имен в IP-адреса и наоборот.

Естественно, я упомянул не все протоколы, которые находятся на уровне выше транспортного и могут быть полезны сетевому инженеру, их гораздо больше и всё зависит от сферы и выбранного вам профиля.

1.14.9 Выводы

Итак, мы с вами разобрались с основными принципами работы эталонной модели сетевого взаимодействия, которую еще называют семиуровневая модель или просто модель OSI 7. Здесь важно отметить, что модель OSI 7 описывает принципы и архитектуры работы компьютерной сети, то есть определяет функции компьютерной сети на каждом из уровней.

Физический уровень определяет параметры и характеристики среды передачи данных, а также описывает реальные сигналы, которые бегают по проводам или летают по воздуху. Канальный уровень определяет методы доступа физических устройств к ресурсам сети передачи данных, а также отвечает за проверку целостности данных.

На сетевом уровне происходит логическая адресация устройств компьютерной сети, а также определяется маршрут, по которому будут передаваться пакеты по сети, в добавок к этому сетевой уровень обеспечивает связь между разными сетями. Благодаря функциям сетевого уровня компьютер, находящийся в Австралии может взаимодействовать с узлом, находящимся в Европе.
Транспортный уровень реализует туннельную связь между двумя конечными узлами, то есть он отвечает за надежную передачу данных между удаленными узлами поверх ненадёжной сети, в котором в любой момент времени может случиться всё что угодно, также транспортный уровень позволяет компьютеру разделять трафик различных приложений, а еще он выполняет фрагментацию, то есть разбивает данные, получаемые с верхнего уровня на мелкие фрагменты.

Уровни выше транспортного нам не так интересны, но все же стоит отметить, что сеансовый уровень эталонной модели управляет сеансом связи, представительский уровень выполняет функцию переводчика, то есть он отвечает за то, что компьютер одного производителя поймет и сможет обработать формат данных, полученный от компьютера другого производителя, ну и на конец прикладной уровень в модели OSI 7 служит для взаимодействия с конечным потребителем услуги, то есть с человеком.

7 уровней модели OSI

Главная »Краткий справочник»

Автор: Ванги Бил

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) определяет сетевую структуру для реализации протоколов на семи уровнях. Используйте это удобное руководство, чтобы сравнить различные уровни модели OSI и понять, как они взаимодействуют друг с другом.

Модель O pen S ystem I nterconnection ( OSI ) определяет сетевую структуру для реализации протоколов на семи уровнях .В модели OSI на самом деле нет ничего. На самом деле это даже не осязаемо. Модель OSI не выполняет никаких функций в сетевом процессе. Это концептуальная основа , чтобы мы могли лучше понимать происходящие сложные взаимодействия.

Кто разработал модель OSI?

Международная организация по стандартизации (ISO) разработала модель взаимодействия открытых систем (OSI). Он разделяет сетевое общение на семь уровней. В этой модели уровни 1–4 считаются нижними уровнями и в основном занимаются перемещением данных.Слои 5-7, называемые верхними уровнями, содержат данные уровня приложения. Сети работают по одному основному принципу: «передавай дальше». Каждый уровень выполняет очень конкретную работу, а затем передает данные на следующий уровень.

7 уровней OSI

В модели OSI управление передается от одного уровня к следующему, начиная с прикладного уровня (уровень 7) на одной станции и переходя на нижний уровень, по каналу к следующей станции и вверх по иерархии. Модель OSI берет на себя задачу межсетевого взаимодействия и делит ее на так называемый вертикальный стек , который состоит из следующих 7 уровней.

Примечание: Щелкните каждую гиперссылку в списке ниже, чтобы прочитать подробную информацию и примеры каждого слоя, или продолжайте прокрутку, чтобы прочитать статью полностью:

Знаете ли вы …? Большая часть функциональных возможностей модели OSI существует во всех системах связи, хотя два или три уровня OSI могут быть объединены в один. OSI также называется эталонной моделью OSI или просто моделью OSI.

Приложение (уровень 7)

Модель OSI

, уровень 7, поддерживает процессы приложений и конечных пользователей.Идентифицируются коммуникационные партнеры, определяется качество обслуживания, рассматриваются аутентификация пользователей и конфиденциальность, а также определяются любые ограничения синтаксиса данных. Все на этом уровне зависит от приложения. Этот уровень предоставляет сервисы приложений для передачи файлов, электронной почты и других сервисов сетевого программного обеспечения. Telnet и FTP — это приложения, которые полностью существуют на уровне приложений. Многоуровневые архитектуры приложений являются частью этого уровня.

Примеры приложений уровня 7: браузеры WWW, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP

Презентация (уровень 6)

Этот уровень обеспечивает независимость от различий в представлении данных (например,g., шифрование) путем перевода из формата приложения в сетевой и наоборот. Уровень представления работает для преобразования данных в форму, которую может принять уровень приложения. Этот уровень форматирует и шифрует данные для передачи по сети, обеспечивая отсутствие проблем совместимости. Иногда его называют синтаксическим слоем.

Layer 6 Presentation Примеры включают шифрование, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, PICT, JPEG, MPEG, MIDI.

сеанс (уровень 5)

Этот уровень устанавливает, управляет и завершает соединения между приложениями.Сеансовый уровень устанавливает, координирует и завершает разговоры, обмены и диалоги между приложениями на каждом конце. Он занимается координацией сеансов и соединений.

Примеры сеанса уровня 5 включают NFS, имена NetBios, RPC, SQL.

Транспорт (уровень 4)

Модель OSI

, уровень 4, обеспечивает прозрачную передачу данных между оконечными системами или хостами и отвечает за сквозное восстановление после ошибок и управление потоком. Обеспечивает полную передачу данных.

Примеры транспорта уровня 4 включают SPX, TCP, UDP.

Сеть (уровень 3)

Layer 3 предоставляет технологии коммутации и маршрутизации, создавая логические пути, известные как виртуальные каналы, для передачи данных от узла к узлу. Маршрутизация и пересылка являются функциями этого уровня, а также адресация, межсетевое взаимодействие, обработка ошибок, контроль перегрузки и упорядочение пакетов.

Примеры сетей уровня 3 включают AppleTalk DDP, IP, IPX.

Канал передачи данных (уровень 2)

В модели OSI, уровень 2, пакеты данных кодируются и декодируются в биты.Он предоставляет сведения о протоколе передачи и управление, а также обрабатывает ошибки на физическом уровне, управление потоком и синхронизацию кадров. Уровень канала передачи данных разделен на два подуровня: уровень управления доступом к среде передачи (MAC) и уровень управления логическим каналом (LLC). Подуровень MAC контролирует, как компьютер в сети получает доступ к данным и разрешение на их передачу. Уровень LLC контролирует синхронизацию кадров, управление потоком и проверку ошибок.

Примеры каналов передачи данных уровня 2 включают PPP, FDDI, ATM, IEEE 802.5 / 802.2, IEEE 802.3 / 802.2, HDLC, ретрансляция кадров.

Физический (уровень 1)

Модель OSI

, уровень 1 передает поток битов — электрический импульс, световой или радиосигнал — через сеть на электрическом и механическом уровне. Он предоставляет аппаратные средства для отправки и получения данных на носителе, включая определение кабелей, карт и физических аспектов. Fast Ethernet, RS232 и ATM — это протоколы с компонентами физического уровня.

Физические примеры уровня 1 включают Ethernet, FDDI, B8ZS, V.35, V.24, RJ45.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ ….? Два аналогичных проекта конца 1970-х годов были объединены в 1983 году, чтобы сформировать Базовую эталонную модель для стандарта взаимодействия открытых систем (модель OSI). Он был опубликован в 1984 году как стандарт ISO 7498.

Твитнуть это учебное пособие!

Учебные пособия Webopedia содержат краткие сведения, которые помогут студентам подготовиться к курсам информатики. Вы нашли это руководство полезным? Нажмите, чтобы поделиться им с друзьями и одноклассниками в Twitter.

Эта статья последний раз обновлялась 23 апреля 2019 г.



.Модель

ISO / OSI и ее уровни — от физического к приложению

В мире насчитывается n пользователей, которые используют компьютерную сеть. Таким образом, для обеспечения обмена данными в национальном и мировом масштабе необходимо разработать системы, совместимые друг с другом, ISO разработала стандарт. ISO означает Международная организация по стандартизации . Это называется моделью Open System Interconnection (OSI) и широко известна как модель OSI.

Модель ISO-OSI — это семиуровневая архитектура. Он определяет семь уровней или уровней в полной системе связи. Их:

  1. Уровень приложения
  2. Уровень представления
  3. Сессионный уровень
  4. Транспортный уровень
  5. Сетевой уровень
  6. Уровень канала передачи данных
  7. Физический уровень

Ниже у нас есть полное представление модели OSI, демонстрирующее все уровни и то, как они взаимодействуют друг с другом.

В таблице ниже мы указали используемые протоколы и единиц данных , которыми обмениваются на каждом уровне модели OSI.


Особенность модели OSI

  1. Общая картина связи по сети становится понятной благодаря этой модели OSI.
  2. Мы видим, как аппаратное и программное обеспечение работают вместе.
  3. Мы можем понимать новые технологии по мере их развития.
  4. Устранение неисправностей проще в отдельных сетях.
  5. Может использоваться для сравнения основных функциональных взаимосвязей в разных сетях.

Принципы эталонной модели OSI

Эталонная модель OSI имеет 7 уровней. Принципы, которые были применены для получения семи уровней, можно кратко резюмировать следующим образом:

  1. Уровень должен быть создан там, где требуется другая абстракция.
  2. Каждый уровень должен выполнять четко определенную функцию.
  3. Функцию каждого уровня следует выбирать с прицелом на определение протоколов, стандартизированных на международном уровне.
  4. Границы уровня должны быть выбраны так, чтобы минимизировать информационный поток через интерфейсы.
  5. Количество уровней должно быть достаточно большим, чтобы отдельные функции не нужно было объединять на одном уровне по необходимости, и достаточно маленьким, чтобы архитектура не стала громоздкой.

Функции разных уровней

Ниже приведены функции, выполняемые каждым уровнем модели OSI. Это всего лишь введение, мы подробно рассмотрим каждый слой в следующих уроках.

Модель OSI Уровень 1: Физический уровень

.

OSI

OSI

>> ISO-OSI> ISO OSI>

ISO OSI :

OSI

OSI, OSI 7- (.1) (Международная организация по стандартизации — ISO). 2:

. — API.


1 OSI

1,

, 0 1 . . / :

:

  • EIA-RS-232-C, CCITT V.24 / V.28 — / .
  • EIA-RS-422/449, CCITT V.10 -, .
  • IEEE 802.3 — Ethernet
  • IEEE 802.5 — Token Ring
2,

, . . IEEE 802.x : (ООО) (MAC). ООО , MAC .

2:

  • HDLC
  • IEEE 802.2 ООО (I II) MAC 802.x
  • Ethernet
  • Токен кольцо
  • FDDI
  • Х.25
  • Frame relay
3,

. MAC- . .

:

  • IP — Интернет
  • IPX —
  • X.25 ( 2)
  • CLNP —
4,

() .

:

  • TCP —
  • NCP — протокол ядра Netware
  • SPX —
  • ТП4 — 4
5,

. .

6, г.

. (, ..) . .

7,

. , .

:

  • FTP —
  • TFTP —
  • Х.400–
  • Telnet
  • SMTP —
  • CMIP —
  • SNMP —
  • NFS —
  • FTAM —

< (ISO OSI: ) | | ( )>


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *