Данные на любом уровне модели сети: 7 уровней модели OSI — физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной. Данные на любом уровне модели сети

7 уровней модели OSI — физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной. Данные на любом уровне модели сети

Канальный уровень модели OSI. Общие понятия.

Канальный уровень — уровень сетевой модели OSI, предназначенный для обмена данными между узлам находящимся в том же сегменте локальной сети, путем передачи специальных блоков данных, которые называются кадрами (frame). В процессе формирования кадров данные снабжаются служебной информацией (заголовком), необходимой для корректной доставки получателю, и, в соответствии с правилами доступа к среде передачи, отправляются на физический уровень. Таким образом канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных.

Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов.

Кадры канального уровня не пересекают границ сетевого сегмента. Межсетевая маршрутизация и глобальная адресация это функция более высокого уровня, что позволяет протоколам канального уровня сосредоточится на локальной доставке и адресации.

В локальных сетях канальный уровень разделяется на два подуровня:

• уровень управления логическим каналом (logical link control, LLC).
• уровень доступа к среде (media access layer, MAC),

Процедура доступа к среде и является главной функцией МАС-уровня. В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier sense multiple access with collision detection, CSMA/CD). Этот метод применяется исключительно в сетях с логической общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод).

Когда устройства пытаются использовать среду одновременно, возникают коллизии кадров. Протоколы канального уровня выявляют такие случаи и обеспечивают механизмы для уменьшения их количества или же их предотвращения.

Коллизия (англ. collision — ошибка наложения, столкновения) — в терминологии компьютерных и сетевых технологий, наложение двух и более кадров от станций, пытающихся передать кадр в один и тот же момент времени.

Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновременно все компьютеры сети имеют возможность немедленно (с учетом задержки распространения сигнала по физической среде) получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать в общую шину.

Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием  несущей частоты (carrier-sense).

Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные, передает их вверх по своему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции источника содержится в исходном кадре, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ. После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны выдержать технологическую паузу. Эта пауза, называемая также межкадровым интервалом, нужна для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для предотвращения монопольного захвата среды одной станцией. После окончания технологической паузы узлы имеют право начать передачу своего кадра, так как среда свободна.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Механизм прослушивания среды и пауза между кадрами не гарантируют защиты от возникновения такой ситуации, когда две или более станции одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия (collision), так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации — методы кодирования, используемые в Ethernet, не позволяют выделять сигналы каждой станции из общего сигнала.

Коллизия — это нормальная ситуация в работе сетей Ethernet. Для возникновения коллизии не обязательно, чтобы несколько станций начали передачу абсолютно одновременно, такая ситуация маловероятна. Гораздо вероятней, что коллизия возникает из-за того, что один узел начинает передачу раньше другого, но до второго узла сигналы первого просто не успевают дойти к тому времени, когда второй узел решает начать передачу своего кадра. То есть коллизии — это следствие распределенного характера сети.

Заголовок кадра содержит аппаратные адреса отправителя и получателя, что позволяет определить, какое устройство отправило кадр и какое устройство должно получить и обработать его. В отличии от иерархических и маршрутизируемых адресов, аппаратные адреса одноуровневые. Это означает, что никакая часть адреса не может указывать на принадлежность к какой либо логической или физической группе.

Для успешной доставки одного адреса назначения явно недостаточно. Нужна дополнительная служебная информация – длина поля данных, тип сетевого протокола и др.

Формат кадра Ethernet

• Преамбула (Preamble). Состоит из 8 байтов. Первые семь содержат одну и ту же циклическую последовательность битов (10101010), которая хорошо подходит для синхронизации приемопередатчиков. Последний (Start-of-frame-delimiter, SFD), 1 байт (10101011), служит меткой начала информационной части кадра. Это поле не учитывается при определении длины кадра и не рассчитывается в контрольной сумме.
• МАС-адрес получателя (Destination Address, DA).
• МАС-адрес отправителя (Source Address, SA). Первый бит всегда равен нулю.
• Поле длины либо тип данных (Length/Type, L/T). Два байта, которые содержат явное указание длины (в байтах) поля данных в кадре или указывают на тип данных. Ниже, в описании LLC будет показано, что возможно простое автоматическое распознавание разных типов кадров.
• Данные (Data). Полезная нагрузка кадра, данные верхних уровней OSI. Может иметь длину от 0 до 1500 байт.
• Для корректного распознавания коллизий необходим кадр не менее чем из 64 байт. Если поле данных менее 46 байт, то кадр дополняется полем заполнения (Padding).
• Контрольная сумма (Frame Check Sequence, FCS). 4 байта, которые содержит контрольную сумму всех информационных полей кадра. Вычисление выполняется по алгоритму CRC-32 отправителем и добавляется в кадр. После приема кадра в буфер, приемник выполняет аналогичный расчет. В случае расхождения результата вычислений, предполагается ошибка при передаче, и кадр уничтожается.

Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.

Кадр приведенный выше является кадром MAС-подуровня, и в соответствии со стандартом 802. 2 в его поле данных вкладывается кадр подуровня LLC с удаленными флагами начала и конца кадра. Данный подуровень обеспечивает единый, независимый от используемого метода доступа, интерфейс с верхним (сетевым) уровнем.

Служебный заголовок кадра LLC имеет три поля: точка входа в сервис назначения (Destination Service Access Point, DSAP), точка входа в сервис источника (Source Service Access Point, SSAP) и поле управления. Первые два поля могут использоваться для характеризации протоколов верхнего уровня, данные которых представлены в поле данных кадра LLC. Поле управления используется для реализации процедуры установления соединения на канальном уровне, но оно редко используется в протоколах локальных сетей. Результирующий кадр MAC/LLC изображен в левой части рисунка ниже:

В локальных сетях адресация узлов назначения и узлов источника производится на основе МАС-адресов, которые “прошиты” в ПЗУ сетевых интерфейсов.

 MAC-адрес может быть записан в различной форме. Наиболее часто используется шестнадцатеричная, в которой пары байтов отделяются друг от друга символами “-” или “:”.

Старшие три байта представляют собой идентификатор производителя оборудования (Vendor codes или OUI – Organizational Unique Identifier), младшие – индивидуальный идентификатор устройства или номер интерфейса.

За уникальность последних несет ответственность производитель оборудования, их значение устанавливается на заводе и является уникальным для каждого выпущенного устройства.

С идентификаторами производителя дело обстоит сложнее. Существует специальная организация в составе IEEE, которая ведет список вендоров, выделяя каждому из них свой диапазон адресов.

Такой механизм существует для того, что бы физический адрес любого устройства был уникальным, и не возникло ситуации его случайного совпадения в одной локальной сети.

Нужно особо отметить, что на большинстве современных адаптеров можно программным путем установить любой адрес. А существуют еще и виртуальные (программные) интерфейсы, где адрес задается только программным путем. Это представляет определенную угрозу работоспособности локальной сети, и может быть причиной серьезных сбоев в работе сети.

www.oslogic.ru

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

infoprotect. net

Сетевая модель OSI – 7 уровней эталонной модели взаимодействия компьютеров | Info-Comp.ru

Данный материал посвящен эталонной сетевой семиуровневой модели OSI. Здесь Вы найдете ответ на вопрос для чего системным администраторам необходимо понимать данную сетевую модель, будут рассмотрены все 7 уровней модели, а также Вы узнаете основы модели TCP/IP, которая и была построена на основе эталонной модели OSI.

Когда я начал увлекаться различными IT технологиями, стал работать в этой сфере, я, конечно же, не знал не о какой модели, даже не задумывался об этом, но мне более опытный специалист посоветовал изучить, точнее, просто понять эту модель, добавив что «если будешь понимать все принципы взаимодействия, то будет намного проще управлять, конфигурировать сеть и решать всевозможные сетевые и другие проблемы». Я его, конечно же, послушался и стал лопатить книги, Интернет и другие источники информации, одновременно с этим проверять на существующей сети, правда ли это все так на самом деле.

В современном мире развитие сетевой инфраструктуры достигло такого высокого уровня, что без построения, даже маленькой сети,  предприятие (в т.ч. и маленькое) не сможет просто на всего нормально существовать, поэтому системные администраторы становятся, все более востребованы. А для качественного построения и конфигурирования любой сети, системный администратор должен понимать принципы эталонной модели OSI, как раз, для того чтобы Вы научились понимать взаимодействие сетевых приложений, да и вообще принципы сетевой передачи данных, я попытаюсь изложить этот материал доступно даже для начинающих админов.

Сетевая модель OSI (open systems interconnection basic reference model) – это абстрактная модель взаимодействия компьютеров, приложений и других устройств в сети. Если вкратце, суть данной модели состоит в том, что организация ISO (International Organization for Standardization) разработала стандарт работы сети, для того чтобы все смогли опираться на него, и происходило совместимость всех сетей и взаимодействие между ними. Один из самых популярных протоколов взаимодействия сети, который применяется во всем мире, это TCP/IP он и построен на базе эталонной модели.

Ну, давайте перейдем непосредственно к самим уровням этой модели, и для начала ознакомитесь с общей картиной этой модели в разрезе ее уровней.

Теперь поговорим поподробней о каждом уровне, принято описывать уровни эталонной модели сверху в низ, именно по этому пути, и происходит взаимодействие, на одном компьютере сверху вниз, а на компьютере где идет прием данных снизу вверх, т.е. данные проходят каждый уровень последовательно.

Описание уровней сетевой модели

Уровень приложений (7) (прикладной уровень) – это отправная и в то же время конечная точка данных, которые Вы хотите передать по сети. Этот уровень отвечает за взаимодействие приложений по сети, т.е. на этом уровне общаются приложения. Это самый верхний уровень и необходимо помнить это, при решении возникающих проблем.

На этом уровне работают такие протоколы как: HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNET и другие. Другими словами приложение 1 посылает запрос приложению 2 по средствам этих протоколов, и для того чтобы узнать, что приложение 1 послало запрос именно приложению 2, между ними должна быть связь, вот именно протокол и отвечает за эту связь.

Уровень представления (6) – этот уровень отвечает за кодирование данных, для того чтобы их потом можно было передать по сети и соответственно преобразует их обратно, для того чтобы приложение понимало эти данные. После этого уровня данные для других уровней становятся одинаковыми, т.е. без разницы, что это за данные, будь то документ word или сообщение электронной почты.

На этом уровне работают такие протоколы как: RDP, LPP, NDR и другие.

Сеансовый уровень (5) – отвечает за поддержание сеанса между передачей данных, т.е. продолжительность сеанса отличается, в зависимости от передаваемых данных, поэтому его необходимо поддерживать или прекращать.

На этом уровне работают следующие протоколы: ASP, L2TP, PPTP и другие.

Транспортный уровень (4) – отвечает за надежность передачи данных. Он также разбивает данные на сегменты и собирает их обратно, так как данные бывают разного размера. Существует два известных протокола этого уровня — это TCP и UDP. TCP протокол дает гарантию на то, что данные будут доставлены в полном объеме, а протокол UDP этого не гарантирует, именно поэтому их используют для разных целей.

Сетевой уровень (3) – он предназначен для  определения пути, по которому должны пройти данные. На этом уровне работают маршрутизаторы. Также он отвечает за: трансляцию логических адресов и имён в физические, определение короткого маршрута, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок в сети. Именно на этом уровне работает протокол IP и протоколы маршрутизации, например RIP, OSPF.

Канальный уровень (2) – он обеспечивает взаимодействие на физическом уровне, на этом уровне определяются MAC адреса сетевых устройств, также здесь ведется контроль ошибок и их исправление, т.е. посылает повторный запрос поврежденного кадра.

Физический уровень (1) – это уже непосредственно преобразование всех кадров в электрические импульсы и обратно. Другими словами физическая передача данных. На этом уровне работают концентраторы.

Вот так выглядит весь процесс передачи данных с точки зрения этой модели. Она является эталонной и стандартизированной и поэтому на ней основаны другие сетевые технологии и модели в частности модель TCP/IP.

Модель TCP IP

Модель TCP/IP немного отличается от модели OSI, если говорить конкретней в данной модели объединили некоторые уровни модели OSI и их здесь всего 4:

• Прикладной;
• Транспортный;
• Сетевой;
• Канальный.

На картинке представлено отличие двух моделей, а также еще раз показано на каких уровнях работают всем известные протоколы.

Говорить о сетевой модели OSI и конкретно про взаимодействие компьютеров в сети можно долго и в рамках одной статьи это не уместить, да и будет немного не понятно, поэтому здесь я попытался представить как бы основу этой модели и описание всех уровней. Главное понимать, что все это действительно так и файл, который Вы отправили по сети проходит просто «огромный» путь, перед тем как попасть к конечному пользователю, но это происходит на столько быстро, что Вы этого не замечаете, во многом благодаря развитым сетевым технологиям.

Надеюсь все это, Вам поможет понимать взаимодействие сетей.

info-comp.ru

Сетевой уровень модели OSI. Общие понятия.

Основная задача сетевого уровня модели OSI (или уровня сетевого взаимодействия протокола TCP/IP) — доставка пакетов от одного узла-отправителя к узлу-получателю не зависимо от того к какой локальной сети принадлежат узлы. Если на канальном уровне передача информации между узлами сети возможна только в пределах одной логической сети, то сетевой уровень определяет правила доставки данных между логическими сетями, формирование логических адресов сетевых устройств, определение, выбор и поддержание маршрутной информации.

Если на канальном уровне адресация узлов осуществлялась при помощи физического МАС-адреса сетевого устройства, то на сетевом уровне появляются логические адреса – IP адреса сетевого устройства (интерфейса). IP-адреса интерфейсов одной IP-сети имеют общую часть, которая называется адресом или номером IP-сети и специфическую для каждого интерфейса часть, называемую адресом, или номером, данного интерфейса в данной IP-сети.

Соответственно, IP-сетью называется множество компьютеров (IP-интерфейсов), часто, но не всегда подсоединенных к одному физическому каналу связи, способных пересылать IP-дейтаграммы друг другу непосредственно (то есть без ретрансляции через промежуточные компьютеры, считая, что маршрутизатор, в принципе то-же является компьютером).

IP-адрес обычно записывается в форме 4-х трехразрядных десятичных чисел, называемых октетами, разделенных точкой – например 192.168.100.100. Каждое из этих десятичных чисел соответствует одному байту двоичного представления адреса.

Так как IP-адрес содержит в себе как адрес узла (точнее, интерфейса, так как в общем случай узел может иметь более одного интерфейса – например компьютер с двумя сетевыми платами) так и адрес сети, то необходим механизм для “вычленения” из IP-адреса интерфейса адреса сети, к которой принадлежит интерфейс и номера интерфейса в данной сети.

Для этого служит маска сети. Маска сети используется для определения того, какие биты являются частью номера сети, а какие – частью идентификатора хоста (для этого применяется логическая операция конъюнкции – “И”).

Таким образом адресное пространство любой сети состоит из:

• Адреса сети – это адрес который используется для организации маршрутизации между несколькими сетями. При получении IP-адреса хоста маршрутизатор накладывает на него маску и определяет адрес сети, затем по этому адресу определяется адрес шлюза на который нужно отправить пакет.
• Адреса хостов в сети – это набор IP-адресов, которые могут быть выданы хостам. Чтобы подсчитать количество адресов, нужно от общего количества адресов сети отнять два адреса: 1 – адрес самой сети и 2 – широковещательный адрес. При обмене пакетами между хостами в одной сети маршрутизатор и шлюз не нужны.
• Широковещательный адрес (Broadcast) – это адрес который не присвоен ни одному хосту в сети. Данный адрес используется для отправки широковещательных пакетов, которые предназначены каждому хосту сети.

На сетевом уровне функционируют протоколы: IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP, IPSec, ARP, RARP, DHCP, BootP, SKIP, RIP

www. oslogic.ru

Модели OSI — пособие для начинающих — asp24.ru

Современный мир ИТ — огромная ветвящаяся сложная для понимания структура. Чтобы упростить понимание и улучшить отладку ещё на этапе проектирования протоколов и систем была использована архитектура модульности. Нам гораздо проще выяснить, что проблема в видеочипе, когда видеокарта идет отдельным от остального оборудования устройством. Или заметить проблему в отдельном участке сети, чем перелопачивать всю сеть целиком.

Отдельно взятый пласт ИТ — сеть — тоже построена модульно. Модель функционирования сети назывется сетевая модель базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Кратко — модель OSI.

Модель OSI состоит из 7 уровней. Каждый уровень абстрагирован от других и ничего не знает о их существовании. Модель OSI можно сравнить с устройством автомобиля: двигатель выполняет свою работу, создавая крутящий момент и отдавая его коробке передач. Двигателю абсолютно без разницы что дальше будет происходить с этим крутящим моментом. Будет он крутить колесо, гусеницу или пропеллер. Точно так же как и колесу нет никакого дела откуда к нему пришел этот крутящий момент — от двигателя или рукоятки, которую крутит механик.

Здесь необходимо добавить понятие полезной нагрузки. Каждый уровень несет в себе какое-то количество информации. Часть этой информации является служебной для этого уровня, например, адрес. IP-адрес сайта не несет для нас никакой полезной информации. Нам важны только котики, которых нам показывает сайт. Так вот эта полезная нагрузка переносится в той части уровня, который называется protocol data unit (PDU).

Уровни Модели OSI

Рассмотрим каждый уровень Модели OSI подробнее.

1 уровень. Физический (physical). Единицей нагрузки (PDU) здесь является бит. Кроме единиц и нулей физический уровень не знает ничего. На этом уровне работают провода, патч панели, сетевые концентраторы (хабы, которые сейчас уже сложно найти в привычных нам сетях), сетевые адаптеры. Именно сетевые адаптеры и ничего более из компьютера. Сам сетевой адаптер принимает последовательность бит и передает её дальше.

2 уровень. Канальный (data link). PDU — кадр (frame). На этом уровне появляется адресация. Адресом является MAC адрес. Канальный уровень ответственен за доставку кадров адресату и их целостность. В привычных нам сетях на канальном уровне работает протокол ARP. Адресация второго уровня работает только в пределах одного сетевого сегмента и ничего не знает о маршрутизации — этим занимается вышестоящий уровень. Соответственно, устройства, работающие на L2 — коммутаторы, мосты и драйвер сетевого адаптера.

3 уровень. Сетевой (network). PDU пакет (packet). Наиболее распространенным протоколом (дальше не буду говорить про “наиболее распространенный” — статья для новичков и с экзотикой они, как правило,  не сталкиваются) тут является IP. Адресация происходит по IP-адресам, которые состоят из 32 битов. Протокол маршрутизируемый, то есть пакет способен попасть в любую часть сети через какое-то количество маршрутизаторов. На L3 работают маршрутизаторы.

4 уровень. Транспортный (transport). PDU сегмент (segment)/датаграмма (datagram). На этом уровне появляются понятия портов. Тут трудятся TCP и UDP. Протоколы этого уровня отвечают за прямую связь между приложениями и за надежность доставки информации. Например, TCP умеет запрашивать повтор передачи данных в случае, если данные приняты неверно или не все. Так же TCP может менять скорость передачи данных, если сторона приема не успевает принять всё (TCP Window Size).

Следующие уровни “правильно” реализованы лишь в RFC. На практике же, протоколы описанные на следующих уровнях работают одновременно на нескольких уровнях модели OSI, поэтому нет четкого разделения на сеансовый и представительский уровни. В связи с этим в настоящее время основным используемым стеком является TCP/IP, о котором поговорим чуть ниже.

5 уровень. Сеансовый (session). PDU данные (data). Управляет сеансом связи, обменом информации, правами. Протоколы — L2TP, PPTP.

6 уровень. Представительский (presentation). PDU данные (data). Преставление и шифрование данных. JPEG, ASCII, MPEG.

7 уровень. Прикладной (application). PDU данные (data). Самый многочисленный и разнообразный уровень. На нем выполняются все высокоуровненвые протоколы. Такие как POP, SMTP, RDP, HTTP и т.д. Протоколы здесь не должны задумываться о маршрутизации или гарантии доставки информации — этим занимаются нижестоящие уровни. На 7 уровне необходима лишь реализации конкретных действий, например получение html-кода или email-сообщения конкретному адресату.

Заключение

Модульность модели OSI позволяет проводить быстрое нахождение проблемных мест. Ведь если нет пинга (3-4 уровни) до сайта, нет смысла копаться в вышележащих слоях (TCP-HTTP), когда не отображается сайт. Абстрагировавшись от других уровней проще найти ошибку в проблемной части. По аналогии с автомобилем — мы ведь не проверяем свечи, когда проткнули колесо.

Модель OSI является эталонной моделью — эдаким сферическим конем в вакууме. Разработка её велась очень долго. Параллельно с ней разрабатывался стек протоколов TCP/IP, акивно применяемый в сетях в настоящее время. Соответственно, можно провести аналогию между TCP/IP и OSI.

Источник: https://lanmarket.ua/stats/modeli-OSI—posobie-dlya-nachinayushchih

asp24.ru

Многоуровневые модели – протокольная модель TCP/IP и справочная модель OSI

Доброго времени суток, уважаемые читатели блога okITgo.ru! Тема сегодняшней статьи – использование многоуровеных моделей, которые помогают проектировать сложные многофункциональные сети, включающие множество сетевых устройств самых разных производителей. Отдельные части этих сетей, предоставляющих массу возможностей для коммуникации миллионам людей, могут проектироваться независимо и работать совместно, при этом совершенно незаметно для этих самых людей или конечных пользователей, которые, может быть, и не догадываются о сложности устройства информационных сетей и Интернета, в частности.

В посте рассказано о преимуществах использования многоуровневых моделей. Вы узнаете, чем отличаются протокольные модели (например, модель TCP/IP) и справочные модели, наиболее известным примером которых является эталонная модель OSI. Также в контексте использования многоуровневых моделей описан процесс коммуникации, включающий процесс отправки и процесс получения сообщения, и приведено сравнение модели OSI с моделью TCP/IP.

Преимущества Использования Многоуровневых Моделей

Чтобы представить взаимодействие между различными протоколами, принято использовать многоуровневые модели. Многоуровневая модель изображает работу протоколов, происходящую внутри каждого уровня, а также взаимодействие с уровнями выше и ниже.

Есть ряд преимуществ в использовании многоуровневой модели для описания сетевых протоколов и операций. Использование многоуровневой модели:

• Содействует в проектировании протоколов, поскольку протоколы, которые работают на специфическом уровне, имеют вполне определенную информацию, с которой им приходится иметь дело, а также определенный интерфейс к слоям выше и ниже.
• Стимулирует конкуренцию, так как продукты от разных производителей могут работать совместно.
• Препятствует изменениям технологии или возможностей одного слоя воздействовать на другие слои выше и ниже его.
• Обеспечивает общий язык для описания сетевых функций и возможностей.

Протокольные и Справочные Модели

Существует два основных типа сетевых моделей: протокольные модели и справочные модели.

Протокольная модель представляет собой модель, которая близко соответствует структуре конкретного набора протоколов. Иерархическое множество связанных протоколов в наборе представляет как правило всю функциональность, требуемую для взаимодействия социальной сети с сетью данных. Модель TCP/IP является протокольной моделью, поскольку она описываеи функции, которые происходят на каждом уровне протоколов внутри набора (стека) TCP/IP.

Справочная модель предоставляет общую справочную информацию (образец или эталон) для поддержки согласованности внутри всех типов сетевых протоколов и служб. Справочная модель не является спецификацией, готовой для претворения в жизнь, и не обеспечивает удовлетворительный уровень детализации для точного определения сервисов сетевой архитектуры. Основная цель справочной модели – добиться более ясного понимания функций и вовлеченных в работу процессов.

Модель Взаимосвязи Открытых Систем (англ. Open Systems Interconnection или OSI) является самой широко известной сетевой справочной моделью. Она используется при проектировании сетей данных, спецификаций работы и методов поиска неисправностей и решения проблем.

Хотя модели TCP/IP и OSI являются основными используемыми моделями, когда мы говорим о сетевой функциональности, проектировщики сетевых протоколов, служб и устройств могут создавать свои собственные модели для представления их продуктов. В конечном счете, проектировщикам приходится считаться с индустриальными стандартами, соотнося свой продукт или сервис либо с моделью OSI, либо с моделью TCP/IP, или же с ими обоими.

Модель TCP/IP

Первая многоуровневая модель для сетевых коммуникаций была создана в ранних 1970-х и называлась моделью Интернета. Она определяла четыре категории или функции, которые должны происходить, чтобы коммуникации были успешными. Архитектура набора протоколов TCP/IP следует структуре этой модели. По этой причине модель Интернета обычно называют моделью TCP/IP.

Большинство протокольных моделей описывают специфический для конкретного производителя стек протоколов. Однако, поскольку модель TCP/IP является открытым стандартом, одна компания не может контролировать определение модели. Определения стандарта и протоколов TCP/IP обсуждаются на общественном форуме и определены в ряде общедоступных документов. Эти документы называются RFC. Они содержат как формальную спецификацию протоколов информационных коммуникаций, так и ресурсы, описывающие использование этих протоколов.

Документы RFC также содержат технические и организационные документы, связанные с Интернетом, включая технические спецификации и нормообразующие документы, выпускаемые Целевой Группой Инженерной Поддержки Интернета (англ. Internet Engineering Task Force или IETF).

Процесс Коммуникации

Модель TCP/IP описывает функциональность протоколов, составляющих набор протоколов TCP/IP. Эти протоколы, которые выполняются как на отправляющем, так и на принимающим хостах, взаимодействуют для обеспечения доставки сообщений от одного конца к другому по сети.

Полный процесс коммуникации включает следующие шаги:

1. Создание данных на уровне Приложений конечного устройства, порождающего сообщение, или источника

2. Сегментация и инкапсуляция данных в процессе их спуска вниз по стеку протоколов на конечном устройстве – источнике

3. Генерация (передача) данных по соединению на уровне Сетевого Доступа стека

4. Транспортировка данных по объединенной сети, состоящей из соединений и различных промежуточных устройств

5. Прием данных на уровне Сетевого Доступа конечного устройства назначения

6. Декапсуляция и пересборка данных в процессе их подъема по стеку на устройстве назначения

7. Передача этих данных приложению назначения на уровне Приложений конечного устройства назначения

Единицы Данных Протокола и Инкапсуляция

В то время, как к данные приложения спускаются вниз по стеку протоколов, на этом пути различные протоколы добавляют информацию на каждом уровне стека, делая возможной передачу данных по сети. Этот процесс принято называть инкапсуляцией.

Форма, которую принимает фрагмент данных на каждом уровне, называется Единицей Данных Протокола. Во время инкапсуляции каждый последующий уровень инкапсулирует PDU, который он получает от уровня выше, в соответствии с используемым протоколом. На каждом этапе процесса PDU имеет различные названия, отражающие его новую форму. Хотя и не существует универсального соглашения об именовании единиц PDU, можно их называть, например, в соответствии с протоколами набора TCP/IP.

• Данные – Общий термин для PDU, используемый на Уровне Приложений
• Сегмент – PDU Транспортного Уровня
• Пакет – PDU Сетевого Уровня
• Фрейм – PDU Уровня Сетевого Доступа
• Биты – Единицы PDU, используемые при физической передаче данных через средство соединения (кабель, оптоволокно, радиоволны и т.п.)

Процесс Отправки и Получения

При отправке сообщений по сети, стек протоколов хоста работает с верху вниз. В примере веб сервера мы можем использовать модель TCP/IP для иллюстрации процесса отправки HTML страницы клиенту.

Протокол уровня Приложений, HTTP, начинает процесс доставки, форматируя данные HTML страницы для Транспортного уровня. Здесь данные приложения разбиваются на TCP сегменты. Каждому TCP сегменту присваивается подпись, называемая заголовком, которая содержит информацию о том, какой процесс на компьютере назначения должен получить сообщение. Также он содержит информацию, позволяющую процессу назначения заново собрать данные обратно к их исходному формату.

Транспортный уровень инкапсулирует HTML данные веб страницы в сегмент и отправляет его на Интернет уровень, где используется протокол IP. Здесь TCP сегмент целиком инкапсулируется внутри IP пакета, который добавляет другую подпись, называемую IP заголовком. IP заголовок содержит IP адреса хостов источника и назначения, а также информацию, необходимую для доставки пакета к своему соответствующему процессу назначения.

Далее IP пакет посылается к протоколу Ethernet уровня Сетевого Доступа, где он инкапсулируется между заголовком фрейма и трейлером. Каждый заголовок фрейма содержит физический адрес источника и назначения. Физический адрес уникальным образом идентифицирует устройства в локальной сети. Трейлер содержит информацию проверки ошибок. Наконец биты кодируются NIC адаптером сервера для передачи через Ethernet соединение.

Этот процесс происходит в обратном порядке на получающем хосте. В процессе получения данные декапсулируются при перемещении вверх по стеку, направляясь к своей финальной цели – приложению конечного устройства.

Модель OSI

• Уровень Приложений (Прикладной уровень) предоставляет средства для сквозной связности (возможности к соединению) между отдельными людьми в социальной сети посредством информационных сетей
• Уровень Представления обеспечивает общее представление данных, передаваемых между службами Прикладного уровня
• Уровень Сеанса (Сессионный уровень) предоставляет службы для уровня Представления, чтобы организовать их диалог и управлять обменом данных
• Транспортный уровень определяет службы для сегментации, передачи и повторной сборки данных для отдельных коммуникаций между конечными устройствами
• Сетевой уровень обеспечивает службы для обмена отдельными кусками данных по сети между определенными конечными устройствами
• Протоколы Канального уровня (слоя Канала Данных) описывают методы для обмена фреймами данных между устройствами в пределах одного общего средства связи
• Протоколы Физического уровня описывают механические, электрические, функциональные и процедурные средства для активации, обслуживания и деактивации физических соединений для передачи битов к и от сетевого устройства

Изначально модель OSI была спроектирована Интернациональной Организацией по Стандартизации (англ. International Organization for Standardization или сокр. ISO), чтобы обеспечить структуру, на основе которой можно было бы строить набор протоколов открытых систем. Видение было таким, что это множество протоколов будет использоваться для разработки интернациональной сети, которая не будет зависеть от частных систем.

Но, к сожалению, скорость, с которой адаптировался Интернет, основанный на TCP/IP, и темп его распространения, привели к тому, что разработка Набора Протоколов OSI и его принятие к практическому использованию просто отстали. Хотя несколько протоколов, разработанных с использованием спецификаций OSI, на настоящий момент широко используются, так что семиуровневая модель OSI сделала значительный вклад в разработку других протоколов и продуктов для всех типов новых сетей.

Как справочная модель, модель OSI предоставляет исчерпывающий список функций и служб, которые могут происходить на каждом уровне. Также она описывает взаимодействие каждого уровня с уровнями, сразу следующими за ним (уровень стека ниже) и перед ним (уровень стека выше).

Заметьте, что на уровни модели TCP/IP ссылаются только по имени, тогда как на семь уровней модели OSI чаще ссылаются по номеру, а не по имени.

Сравнение Модели OSI с Моделью TCP/IP

Протоколы, составляющие набор TCP/IP, можно описать в терминах справочной модели OSI. В модели OSI уровень Сетевого Доступа и уровень Приложений модели TCP/IP разделяются еще на несколько уровней, чтобы описать отдельные функции, которые происходят на этих уровнях.

На Уровне Сетевого Доступа набор протоколов TCP/IP не указывает, какие протоколы использовать при передаче через физическое соединение; он только описывает переход от Сетевого Уровня к физическим сетевым протоколам. Уровни OSI 1 и 2 обсуждают необходимые процедуры для доступа к соединению и физические средства для отправки данных по сети.

Основные параллели между двумя сетевыми моделями проходят на Уровнях 3 и 4 модели OSI. Уровень 3 Модели OSI, Сетевой уровень, едва ли не повсюду используется для обсуждения и документирования ряда процессов, которые происходят во всех сетях данных для адресации и маршрутизации сообщений по сети. Интенет Протокол является протоколом набора TCP/IP, который включает функциональность, описанную на Уровне 3.

Уровень 4, Транспортный уровень модели OSI, часто используется для описания главных служб или функций, которые управляют отдельными диалогами между хостами источника и назначения. Эти функции включают подтверждение (уведомление о получении), восстановление после ошибок и упорядочение. На этом уровне протоколы TCP/IP и UDP обеспечивают необходимую функциональность.

Уровень Приложений TCP/IP включает ряд протоколов, которые обеспечивают специфическую функциональность множеству приложений конечного пользователя. Уровни 5, 6 и 7 модели OSI используются как справочные разработчиками ПО приложений и производителями, чтобы выпускать продукты, требующие доступа к сетям для осуществления коммуникаций.

Удачи Вам и до новых встреч на страницах сайта okITgo.ru.

okitgo.ru

Какой метод можно использовать на двух компьютерах, чтобы убедиться, что пакеты не отбрасываются, потому что слишком много данных передается слишком быстро?

· инкапсуляция

· контроль потока

· способ доступа

· Время отклика

Какой протокол отвечает за регулирование размера и скорости http-сообщения, которыми обмениваются сервер и клиент?

· Протокол http

· АРП

· ПТС

· Протокол DHCP

Пользователь просматривает HTML-документ, размещенный на веб-сервере. Какой протокол сегментов сообщения и управляет сегментов в индивидуальной беседе между веб-сервером и веб-клиентом?

· Протокол DHCP

· ПТС

· Протокол http

· АРП

5. Веб-клиент отправляет запрос на веб-страницу веб-серверу. С точки зрения клиента, каков правильный порядок стека протоколов, который используется для подготовки запроса на передачу?

· Протокол http, протокол IP, протокол TCP, Ethernet и

· Протокол http, протокол TCP, IP и Ethernet с

· Локальные сети, протокол TCP, протокол IP, протокол http

· Локальных сетей, протокол IP, протокол TCP, протокол http

Какие проприетарные протоколы?

· протоколы, разработанные частными организациями для работы на любом оборудовании поставщика

· протоколы, которые могут свободно использоваться любой организацией или поставщиком

· протоколы, разработанные организациями, которые имеют контроль над их определения и операции

· набор протоколов, известных как TCP/IP протокола люкс

Стандарт IEEE позволяет беспроводной сетевой карты для подключения к беспроводной точке доступа, которая изготовлена другим производителем?

· 802.1

· 802.11

· 802.3

· 802.2

В чем преимущество сетевых устройств с использованием открытых стандартных протоколов?

· Сетевые коммуникации сводится к передаче данных между устройствами от того же производителя.

· Хост-клиент и сервер под управлением различных операционных систем могут успешно обмениваться данными.

· Доступ в интернет может осуществляться одним провайдером на каждом рынке.

· Конкуренция и инновации ограничиваются отдельные виды продукции.

Какова функция уровня 4 модели OSI?

· чтобы указать Тип пакета, используемый коммуникаций

· чтобы применить кадрирование информация в пакете, на основе прилагаемого СМИ

· для представления данных для пользователя, в том числе кодирования и диалогового управления

· для описания упорядоченной и надежной доставки данных между источником и получателем

Какое утверждение верно о TCP/IP и модели OSI и?

· Транспортный уровень TCP/IP и OSI уровня 4 предоставляют подобные услуги и функции.

· Слой сети TCP/IP имеет доступ к функции, аналогичные функциям сетевого уровня OSI.

· Слой оси 7 и прикладного уровня ТСР/IP обеспечивают одинаковые функции.

· Первых трех уровней модели OSI в целом опишите услуги, которые предоставляются на уровне TCP/IP интернет.

В чем преимущество использования многоуровневой модели сетевого взаимодействия?

· развитие конкуренции среди производителей устройств и программного обеспечения путем обеспечения совместимости своих продуктов

· расширение сети передачи данных путем определения целевых показателей для каждого слоя

· избежать возможных проблем с совместимостью с помощью общего набора разработке инструментов

· упрощая разработку протокола ограничить каждого слоя одна функция

Каков общий термин, который используется, чтобы описать набор данных на любом уровне модели сетей?

· кадр

· пакет

· блок данных протокола

· сегмент

Какой формат БРП используется при битов, полученных из сети среднего на сетевую карту хоста?

· файл

· кадр

· пакет

· сегмент

На каком уровне модели OSI будет логический адрес инкапсулироваться?

· физический уровень

· уровень канала передачи данных

· сетевой уровень

· транспортный уровень

Какое утверждение точно описывает процесс инкапсуляции протоколов TCP/IP, когда компьютер отправляет данные в сеть?

· Данные передаются из интернета слоя к слою доступа к сети.

· Пакеты отправляются из слоя доступа к сети на транспортном уровне.

· Сегментов передаются от транспортного уровня до уровня интернета.

· Кадры передаются от слоя доступа к сети Интернет слое.

Какое утверждение описывает функцию протокол разрешения адресов?

· АРП используется, чтобы обнаружить IP-адрес любого узла в другой сети.

· АРП используется, чтобы обнаружить IP-адрес любого узла в локальной сети.

· АРП используется для определения MAC-адрес любого узла в другой сети.

· АРП используется для определения MAC-адрес любого узла в локальной сети.

cyberpedia.su

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.

Что такое сетевая модель OSI?

То есть модель OSI — это 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.

Показать результаты

Проголосовало: 10583

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

Цены в интернете

Александр

Выпускник образовательного центра при МГТУ им. Баумана по специальностям «Сетевые операционные системы Wi-Fi», «Техническое обслуживание компьютеров», «IP-видеонаблюдение». Автор видеокурса «Все секреты Wi-Fi»

Задать вопрос

Ответы на Cisco CCNA Exploration 1 Chapter 2 с объяснениями на русском языке.

Неправильные ответы я не перевожу, так как в них может находиться нелогичный смысл.

Перевод помечен зеленым цветом, пояснение — синим.

1. What is the purpose of the TCP/IP Network Access layer?

Что является целью уровня Сетевого Доступа TCP/IP модели?

-path determination and packet switching

-data presentation

-reliability, flow control, and error detection

+network media control управление передачи сетевой среде

-the division of segments into packets

Уровень Сетевого Доступа TCP/IP модели соответствует двум уровня модели OSI: канальному и физическому, последний как раз управляет передачей сигнала сетевой среде.

2. Refer to the exhibit. What type of network is shown?

Посмотрите на картинку. Какой тип сети показан на рисунке?

-WAN

-MAN

+LAN локальная сеть

-WLAN

Маленькая сеть из четырёх хостов с одним коммутатором это не что иное как локальная сеть, объединяя и предоставляя общий доступ к серверу.

3. Which three statements best describe a Local Area Network (LAN)? (Choose three.)

Какие три утверждения лучше всего описывают Локальную сеть?

+A LAN is usually in a single geographical area. Локальная сеть в основном находится в одной географической области

+The network is administered by a single organization. Сеть администрируется одной организацией

-The connection between segments in the LAN is usually through a leased connection.

-The security and access control of the network are controlled by a service provider.

+A LAN provides network services and access to applications for users within a common organization. Локальная сеть обеспечивает сетевыми услугами и доступом к приложениям для пользователей внутри организации.

-Each end of the network is generally connected to a Telecommunication Service Provider (TSP).

Отбросив три самых неподходящих ответа из трёх требуемых, получим три верных. Локальная сеть и вправду очень редко выходит за границы географической области. Одна организация успешно справится с администрированием сети. И именно локальная сеть какой-то организации обеспечивает пользователей этой организации сетевыми услугами и доступом к приложениям (например общий доступ к СУБД).

4. Which two layers of the OSI model have the same functions as the TCP/IP model Network Access Layer? (Choose two.)

Какие два уровня из OSI модели имеют такие же функции, как и в уровне Сетевого Доступа TCP/IP модели?

-Network

-Transport

+Physical Физический

+Data Link Канальный

-Session

5. Refer to the exhibit. Which set of devices contains only end devices?

Посмотрите на картинку. Какая совокупность из устройств содержит только конечные устройства?

-A, C, D

-B, E, G, H

-C, D, G, H, I, J

-D, E, F, H, I, J

+E, F, H, I, J

Всё правильно: E – компьютер, F – IP-телефон, H – компьютер, I- сервер, J- принтер. Все они конечные устройства.

6. What device is considered an intermediary device?

Какое устройство является промежуточным (устройством посредником)

-file server

-IP phone

-laptop

-printer

+switch коммутатор

Коммутатор, в отличие от остальных представленных в ответах умеет управлять потоком данных, но сам не создаёт эти потоки.

7. Refer to the exhibit. “Cell A” at IP address 10.0.0.34 has established an IP session with “IP Phone 1″ at IP address 172.16.1.103. Based upon the graphic, which device type best describes the function of wireless device “Cell A?”

Посмотрите на картинку. «Телефон А» с IP адресом 10.0.0.34 устанавливает IP сессию с «IP-Телефоном 1» с IP адресом 172.16.1.103. Основываясь на картинке, какой тип устройства лучше описывает функции беспроводного устройства «Телефон A»?

-the destination device

+an end device конечное устройство

-an intermediate device

-a media device

Именно конечные устройства создают потоки данных и инициируют соединения с сессиями. Телефон – это одно из конечных устройств.

8. What are two functions of encapsulation? (Choose two.)

Выберите две функции процесса инкапсуляции.

-tracks delay between end devices

-enables consistent network paths for communication

-allows modification of the original data before transmission

+identifies pieces of data as part of the same communication идентифицирует кусочки из данных как часть из одного и того же соединения

+ensures that data pieces can be directed to the correct receiving end device гарантирует, что кусочки данных могут быть направлены для корректного получения конечным устройством

Проще всего ответить на этот вопрос методом отброса остальных. Процесс инкапсуляции, деля данные верхнего уровня на кусочки нижнего идентифицирует каждый кусочек, чтобы потом на другом компьютере собрать эти кусочки воедино в данные. Благодаря процессу инкапсуляции другое устройство сможет легко сделать обратный процесс (декапсуляцию) и восстановить данные из кусочков.

9. Which statements correctly identify the role of intermediary devices in the network? (Choose three.)

Какое утверждение корректно идентифицирует роль промежуточных устройств в сети?

+determine pathways for data определяет путь следования для данных

-initiate data communications

+retime and retransmit data signals повторяет передачу сигналов данных

-originate the flow of data

+manage data flows управляет потоком данных

-final termination point for data flow

Промежуточные устройства или устройства посредники это концентраторы, коммутаторы, роутеры и т.п. Они как раз управляют потоком данных от одного конечного устройства (которое порождает этот поток) к другому (которое принимает этот поток).

10. Select the statements that are correct concerning network protocols. (Choose three.)

Выберите утверждения, корректно описывающие сетевые протоколы.

+define the structure of layer specific PDU’s сетевые протоколы на основе уровня PDU определяют структуры данных

-dictate how to accomplish layer functions

+outline the functions necessary for communications between layers ограничиваются функциями, необходимыми для коммуникации между уровнями

-limit the need for hardware compatibility

+require layer dependent encapsulations требуют уровень, в зависимости от инкапсуляции

-eliminate standardization among vendors

На каждом уровне сетевой модели OSI своя структура PDU. На каждом уровне есть свои протоколы, которые выполняют конкретно отведённые функции данного (одного) уровня. Третий ответ кривоват. На определённом уровне выполняется своя инкапсуляция, т.е. инкапсуляция зависит от уровня.

11. What is a primary function of the trailer information added by the data link layer encapsulation?

Что является основной функцией информации из трейлера (прицепа), добавляемого на канальном уровне процессом инкапсуляции.

+supports error detection поддержка выявления ошибок

-ensures ordered arrival of data

-provides delivery to correct destination

-identifies the devices on the local network

-assists intermediary devices with processing and path selection

На канальном уровне к данным прикрепляются две части: вначале заголовок и в конце трейлер (прицеп). В трейлере хранится контрольная сумма всего фрейма, которая служит для выявления ошибок в процессе передачи.

12. What is a PDU?

Что такое PDU?

-corruption of a frame during transmission

-data reassembled at the destination

-retransmitted packets due to lost communication

+a layer specific encapsulation особая инкапсуляция конкретного уровня

Protocol Data Unit — кусочки данных на каждом уровне сетевой модели. Прочитайте статью Инкапсуляция.

13. Which characteristic correctly refers to end devices in a network?

Какие характеристика корректно относится к конечным устройствам в сети?

-manage data flows

+originate data flow порождают поток данных

-retime and retransmit data signals

-determine pathways for data

Типичные конечные устройства, это компьютеры (рабочие станции), IP-телефоны и т.п. Они то, под действиями пользователя, и создают потоки данных.

14. Refer to the exhibit. Which three labels correctly identify the network types for the network segments that are shown? (Choose three.)

Посмотрите на картинку. Какие три метки корректно идентифицируют типы сети для сетевых сегментов? Которые показаны на картинке.

-Network A — WAN

+Network B — WAN

+Network C — LAN

-Network B — MAN

-Network C — WAN

+Network A – LAN

LAN – это локальная сеть, которую мы и видим в сетях A и C. Эти две локальные сети соединяет более большая сеть, именуемая WAN, т.е. сеть B.

15. Refer to the exhibit. Which networking term describes the data interleaving process represented in the graphic?

Смотрим на картинку. Какой сетевой термин описывает процесс чередования данных представленный на рисунке.

-piping

-PDU

-streaming

+multiplexing мультиплексирование

-encapsulation

Когда несколько компьютеров используют для передачи данных один канал на всех, поток данных смешивается, но не перепутывается – это и есть мультиплексирование. Еще когда на одном компьютере одновременно играет потоковое аудио, автоматически проверяется почта и вы сёрфите по интернету, это тоже создаёт несколько потоков по одному проводу (или по одному радиоканалу) и тоже называется мультиплексированием.

16. What is the primary purpose of Layer 4 port assignment?

Что является основной целью назначения портов на четвёртом уровне?

-to identify devices on the local media

-to identify the hops between source and destination

-to identify to the intermediary devices the best path through the network

-to identify the source and destination end devices that are communicating

+to identify the processes or services that are communicating within the end devices идентификация процессов или служб, которые обмениваются информацией внутри конечных устройств

На транспортном уровне (а это значит, что внутри конечного устройства) почти каждое приложение (сетевое) имеет свой собственный порт назначения (например 20/21 – FTP, 25 – SMTP, 80 — HTTP).

17. Refer to the exhibit. Which term correctly identifies the device type that is included in the area B?

Посмотрите на картинку. Какой термин правильно идентифицирует тип устройства, который включен в область B?

-source

-end

-transfer

+intermediary промежуточное устройство

Действительно, в областях A и C находятся конечные устройства, а в области B – устройства посредники (роутеры).

18. Which layer encapsulates the segment into packets?

Какой уровень инкапсулирует сегмент в пакеты?

-physical

-data link

+network сетевой

-transport

Сетевой уровень, принимая с транспортного уровня сегмент, инкапсулирует его в пакеты.

19. What can be identified by examining the network layer header?

Что можно узнать, исследуя заголовок сетевого уровня?

-the destination device on the local media

+the destination host address адрес хоста назначения

-the bits that will be transferred over the media

-the source application or process creating the data

Действительно в заголовке сетевого уровня хранится IP-адрес хоста назначения.

20. During the encapsulation process, what occurs at the data link layer?

Что происходит на канальном уровне в течении процесса инкапсуляции?

-No address is added.

-The logical address is added.

+The physical address is added. Добавляется физический адрес

-The process port number is added.

На канальном уровне действительно добавляется физический адрес – MAC адрес.

21. What is the proper order of the layers of the OSI model from the highest layer to the lowest layer?

Что является правильной последовательностью уровней модели OSI от верхнего уровня к нижнему уровню?

-physical, network, application, data link, presentation, session, transport

-application, physical, session, transport, network, data link, presentation

-application, presentation, physical, session, data link, transport, network

+application, presentation, session, transport, network, data link, physical прикладной, представления, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический

-presentation, data link, session, transport, network, physical, application

Интересующиеся смотрят здесь.

Модель OSI. 7 уровней сетевой модели OSI с примерами

Открытая сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection model) состоит из семи уровней. Что это за уровни, как устроена модель и какова ее роль при построении сетей — в статье.

Модель OSI является эталонной. Эталонная она потому, что полное название модели выглядит как «Basic Reference Model Open Systems Interconnection model», где Basic Reference Model означает «эталонная модель». Вначале рассмотрим общую информацию, а потом перейдем к частным аспектам.

Принцип устройства сетевой модели

Сетевая модель OSI имеет семь уровней, иерархически расположенных от большего к меньшему. То есть, самым верхним является седьмой (прикладной), а самым нижним — первый (физический). Модель OSI разрабатывалась еще в 1970-х годах, чтобы описать архитектуру и принципы работы сетей передачи данных. Важно помнить, что данные передаются не только по сети интернет, но и в локальных сетях с помощью проводных или беспроводных соединений.

В процессе передачи данных всегда участвуют устройство-отправитель, устройство-получатель, а также сами данные, которые должны быть переданы и получены. С точки зрения рядового пользователя задача элементарна — нужно взять и отправить эти данные. Все, что происходит при отправке и приеме данных, детально описывает семиуровневая модель OSI.

На седьмом уровне информация представляется в виде данных, на первом — в виде бит. Процесс, когда информация отправляется и переходит из данных в биты, называется инкапсуляцией. Обратный процесс, когда информация, полученная в битах на первом уровне, переходит в данные на седьмом, называется декапсуляцией. На каждом из семи уровней информация представляется в виде блоков данных протокола — PDU (Protocol Data Unit).

Рассмотрим на примере: пользователь 1 отправляет картинку, которая обрабатывается на седьмом уровне в виде данных, данные должны пройти все уровни до самого нижнего (первого), где будут представлены как биты. Этот процесс называется инкапсуляцией. Компьютер пользователя 2 принимает биты, которые должны снова стать данными. Этот обратный процесс называется декапсуляция. Что происходит с информацией на каждом из семи уровней, как и где биты переходят в данные мы разберем в этой статье.

Первый, физический уровень (physical layer, L1)

Начнем с самого нижнего уровня. Он отвечает за обмен физическими сигналами между физическими устройствами, «железом». Компьютерное железо не понимает, что такое картинка или что на ней изображено, железу картинка понятна только в виде набора нулей и единиц, то есть бит. В данном случае бит является блоком данных протокола, сокращенно PDU (Protocol Data Unit).

Каждый уровень имеет свои PDU, представляемые в той форме, которая будет понятна на данном уровне и, возможно, на следующем до преобразования. Работа с чистыми данными происходит только на уровнях с пятого по седьмой.

Устройства физического уровня оперируют битами. Они передаются по проводам (например, через оптоволокно) или без проводов (например, через Bluetooth или IRDA, Wi-Fi, GSM, 4G и так далее).

Второй уровень, канальный (data link layer, L2)

Когда два пользователя находятся в одной сети, состоящей только из двух устройств — это идеальный случай. Но что если этих устройств больше?

Второй уровень решает проблему адресации при передаче информации. Канальный уровень получает биты и превращает их в кадры (frame, также «фреймы»). Задача здесь — сформировать кадры с адресом отправителя и получателя, после чего отправить их по сети.

У канального уровня есть два подуровня — это MAC и LLC. MAC (Media Access Control, контроль доступа к среде) отвечает за присвоение физических MAC-адресов, а LLC (Logical Link Control, контроль логической связи) занимается проверкой и исправлением данных, управляет их передачей.

На втором уровне OSI работают коммутаторы, их задача — передать сформированные кадры от одного устройства к другому, используя в качестве адресов только физические MAC-адреса.

Третий уровень, сетевой (network layer, L3)

На третьем уровне появляется новое понятие — маршрутизация. Для этой задачи были созданы устройства третьего уровня — маршрутизаторы (их еще называют роутерами). Маршрутизаторы получают MAC-адрес от коммутаторов с предыдущего уровня и занимаются построением маршрута от одного устройства к другому с учетом всех потенциальных неполадок в сети.

На сетевом уровне активно используется протокол ARP (Address Resolution Protocol — протокол определения адреса). С помощью него 64-битные MAC-адреса преобразуются в 32-битные IP-адреса и наоборот, тем самым обеспечивается инкапсуляция и декапсуляция данных.

Четвертый уровень, транспортный (transport layer, L4)

Все семь уровней модели OSI можно условно разделить на две группы:

• Media layers (уровни среды),
• Host layers (уровни хоста).

Уровни группы Media Layers (L1, L2, L3) занимаются передачей информации (по кабелю или беспроводной сети), используются сетевыми устройствами, такими как коммутаторы, маршрутизаторы и т.п. Уровни группы Host Layers (L4, L5, L6, L7) используются непосредственно на устройствах, будь то стационарные компьютеры или портативные мобильные устройства.

Четвертый уровень — это посредник между Host Layers и Media Layers, относящийся скорее к первым, чем к последним, его главной задачей является транспортировка пакетов. Естественно, при транспортировке возможны потери, но некоторые типы данных более чувствительны к потерям, чем другие. Например, если в тексте потеряются гласные, то будет сложно понять смысл, а если из видеопотока пропадет пара кадров, то это практически никак не скажется на конечном пользователе. Поэтому, при передаче данных, наиболее чувствительных к потерям на транспортном уровне используется протокол TCP, контролирующий целостность доставленной информации.

Для мультимедийных файлов небольшие потери не так важны, гораздо критичнее будет задержка. Для передачи таких данных, наиболее чувствительных к задержкам, используется протокол UDP, позволяющий организовать связь без установки соединения.

При передаче по протоколу TCP, данные делятся на сегменты. Сегмент — это часть пакета. Когда приходит пакет данных, который превышает пропускную способность сети, пакет делится на сегменты допустимого размера. Сегментация пакетов также требуется в ненадежных сетях, когда существует большая вероятность того, что большой пакет будет потерян или отправлен не тому адресату. При передаче данных по протоколу UDP, пакеты данных делятся уже на датаграммы. Датаграмма (datagram) — это тоже часть пакета, но ее нельзя путать с сегментом.

Главное отличие датаграмм в автономности. Каждая датаграмма содержит все необходимые заголовки, чтобы дойти до конечного адресата, поэтому они не зависят от сети, могут доставляться разными маршрутами и в разном порядке. Датаграмма и сегмент — это два PDU транспортного уровня модели OSI. При потере датаграмм или сегментов получаются «битые» куски данных, которые не получится корректно обработать.

Первые четыре уровня — специализация сетевых инженеров, но с последними тремя они не так часто сталкиваются, потому что пятым, шестым и седьмым занимаются разработчики.

Пятый уровень, сеансовый (session layer, L5)

Пятый уровень оперирует чистыми данными; помимо пятого, чистые данные используются также на шестом и седьмом уровне. Сеансовый уровень отвечает за поддержку сеанса или сессии связи. Пятый уровень оказывает услугу следующему: управляет взаимодействием между приложениями, открывает возможности синхронизации задач, завершения сеанса, обмена информации.

Службы сеансового уровня зачастую применяются в средах приложений, требующих удаленного вызова процедур, т.е. чтобы запрашивать выполнение действий на удаленных компьютерах или независимых системах на одном устройстве (при наличии нескольких ОС).

Примером работы пятого уровня может служить видеозвонок по сети. Во время видеосвязи необходимо, чтобы два потока данных (аудио и видео) шли синхронно. Когда к разговору двоих человек прибавится третий — получится уже конференция. Задача пятого уровня — сделать так, чтобы собеседники могли понять, кто сейчас говорит.

Шестой уровень, представления данных (presentation layer, L6)

О задачах уровня представления вновь говорит его название. Шестой уровень занимается тем, что представляет данные (которые все еще являются PDU) в понятном человеку и машине виде. Например, когда одно устройство умеет отображать текст только в кодировке ASCII, а другое только в UTF-8, перевод текста из одной кодировки в другую происходит на шестом уровне.

Шестой уровень также занимается представлением картинок (в JPEG, GIF и т.д.), а также видео-аудио (в MPEG, QuickTime). Помимо перечисленного, шестой уровень занимается шифрованием данных, когда при передаче их необходимо защитить.

Седьмой уровень, прикладной (application layer)

Седьмой уровень иногда еще называют уровень приложений, но чтобы не запутаться можно использовать оригинальное название — application layer. Прикладной уровень — это то, с чем взаимодействуют пользователи, своего рода графический интерфейс всей модели OSI, с другими он взаимодействует по минимуму.

Все услуги, получаемые седьмым уровнем от других, используются для доставки данных до пользователя. Протоколам седьмого уровня не требуется обеспечивать маршрутизацию или гарантировать доставку данных, когда об этом уже позаботились предыдущие шесть. Задача седьмого уровня — использовать свои протоколы, чтобы пользователь увидел данные в понятном ему виде.

Протоколы здесь используют UDP (например, DHCP, FTP) или TCP (например, HTTP, HTTPS, SFTP (Simple FTP), DNS). Прикладной уровень является самым верхним по иерархии, но при этом его легче всего объяснить.

Критика модели OSI

Семиуровневая модель была принята в качестве стандарта ISO/IEC 7498, действующего по сей день, однако, модель имеет свои недостатки. Среди основных недостатков говорят о неподходящем времени, плохой технологии, поздней имплементации, неудачной политике.

Первый недостаток — это неподходящее время. На разработку модели было потрачено неоправданно большое количество времени, но разработчики не уделили достаточное внимание существующим в то время стандартам. В связи с этим модель обвиняют в том, что она не отражает действительность. В таких утверждениях есть доля истины, ведь уже на момент появления OSI другие компании были больше готовы работать с получившей широкое распространение моделью TCP/IP.

Вторым недостатком называют плохую технологию. Как основной довод в пользу того, что OSI — это плохая технология, приводят распространенность стека TCP/IP. Протоколы OSI часто дублируют другу друга, функции распределены по уровням неравнозначно, а одни и те же задачи могут быть решены на разных уровнях.

Разделение на семь уровней было скорее политическим, чем техническим. При построении сетей в реальности редко используют уровни 5 и 6, а часто можно обойтись только первыми четырьмя. Даже изначальное описание архитектуры в распечатанном виде имеет толщину в один метр.

Кроме того, в отличие от TCP/IP, OSI никогда не ассоциировалась с UNIX. Добиться широкого распространения OSI не получилось потому, что она проектировалась как закрытая модель, продвигаемая Европейскими телекоммуникационными компаниями и правительством США. Стек протоколов TCP/IP изначально был открыт для всех, что позволило ему набрать популярность среди сторонников открытого программного кода.

Даже несмотря на то, что основные проблемы архитектуры OSI были политическими, репутация была запятнана и модель не получила распространения. Тем не менее, в сетевых технологиях, при работе с коммутацией даже сегодня обычно используют модель OSI.

Вывод, роль модели OSI при построении сетей

В статье мы рассмотрели принципы построения сетевой модели OSI. На каждом из семи уровней модели выполняется своя задача. В действительности архитектура OSI сложнее, чем мы описали. Существуют и другие уровни, например, сервисный, который встречается в интеллектуальных или сотовых сетях, или восьмой — так называют самого пользователя.

Как мы упоминали выше, оригинальное описание всех принципов построения сетей в рамках этой модели, если его распечатать, будет иметь толщину в один метр. Но компании активно используют OSI как эталон. Мы перечислили только основную структуру словами, понятными начинающим.

Модель OSI служит инструментом при диагностике сетей. Если в сети что-то не работает, то гораздо проще определить уровень, на котором произошла неполадка, чем пытаться перестроить всю сеть заново.

Зная архитектуру сети, гораздо проще ее строить и диагностировать. Как нельзя построить дом, не зная его архитектуры, так невозможно построить сеть, не зная модели OSI. При проектировании важно учитывать все. Важно учесть взаимодействие каждого уровня с другими, насколько обеспечивается безопасность, шифрование данных внутри сети, какой прирост пользователей выдержит сеть без обрушения, будет ли возможно перенести сеть на другую машину и т.д. Каждый из перечисленных критериев укладывается в функции одного из семи уровней.

СЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ

Сообщение поступает на седьмой пункт. На основании протокола конкретный уровень выполняет соответствующие действия над сообщением. К сообщению добавляется собственная служебная информация данного уровня и производится передача на соседний уровень и т.д. Таким образом происходит передача сообщения до первого физического уровня. При этом сообщение кроме полезной информации увеличивается на служебную информацию каждого уровня. Физическая передача сформированного сообщения передаётся по сети. После этого сообщение передвигается от уровня к уровню вверх, теряя служебную информацию.

1. Физический уровень

Данный уровень выполняет передачу битов по физическим каналам связи (кабель, оптоволокно). Здесь определяются характеристики физической среды передачи данных (пропускная способность, помехозащищённость). Кроме того, здесь проводится стандартизация разъёмов и назначение контактов.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключаемых к сети. Со стороны персонального компьютера функции физического уровня выполняются сетевыми адаптерами или коммуникативными портами.

2. Канальный уровень

Определяет проверку доступности использования сети, осуществляет обнаружение и коррекцию ошибок. Для этого на канальном уровне биты формируются в кадры-блоки данных для передачи на канальном уровне (их размеры составляют от нескольких сотен до нескольких тысяч байт).

Уровень обеспечивает корректность передачи каждого файла, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, а также вычисляют конкретную сумму для каждого кадра. Когда кадр доходит до сети, канальный уровень получателя также вычисляет контрольную суммы кадра и сравнивает её с исходной из полученного кадра. Если они совпадают, то кадр считается правильным и принимается, если не совпадает, то канальный уровень выполняет повторную передачу кадров или формирует сообщение об ошибке.

3. Сетевой уровень

Устанавливает связь в вычислительных сетях между двумя абонентами. Основная его задача — маршрутизация данных. Сетевой уровень контролирует одновременное присутствие нескольких пакетов при передаче, чтобы избежать «пробок». К этому уровню относятся протоколы, которые отвечают за отправку и получение данных, где определяется отправитель и получатель и необходимая информация для доставки пакета по сети.

ВВЕРХ

10.4. МОДЕЛЬ TCP/IP

Модель TCP/IP – самая популярная. Главная её возможность – объединение различных сетей. Это модель сети с коммутацией пакетов, в основе кот. лежит не имеющий соединений межсетевой уровень.

Уровни модели TCP/IP:

1)Уровень приложений:

а) протокол виртуального терминала, который позволяет регистрироваться на удалённом сервере и работать с ним;

б) протокол переноса файлов;

в) протокол электронной почты;

г) протокол службы имён-доменов;

д) протокол передачи новостей;

2)Транспортный уровень – создан для поддержки связи между приёмными и передающими хостами. Выполняет подобные функции транспортного протокола в модели OSI. На нём реализуются два сквозных протокола TCP и UDP;

3) Межсетевой (сетевой) уровень – обеспечивает возможность каждого хоста посылать пакеты сообщений независимо друг от друга для перемещения их адресатов. Они могут прибывать не в том порядке, в котором передавались.

Межсетевой уровень определяет формат пакета и протокол (IP протокол). Задача данного уровня состоит в доставке IP пакета адресату, определение маршрута пакета и недопущение затора транспортной передачи;

4) Канальный уровень (хост-сетевой) – реализует протоколы, которые обеспечивают соединение машины сети и позволяет посылать IP пакеты. Протоколы этого уровня точно не определены, не стандартизированы и меняются от сети к сети.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ    ВСЕ ТЕСТЫ

       << НАЗАД  ВВЕРХ  НА ГЛАВНУЮ   ДАЛЕЕ >>

Моделирование цепи поставок – ПО для моделирование цепей поставок anyLogistix

Имитационный подход к моделированию цепи поставок отличается от аналитических. Он расширяет доступный набор инструментов для проектирования, анализа и оптимизации логистических сетей и позволяет получать более полное представление о работе сети и её внутренних процессах. Так как логистические сети усложняются, для их анализа все чаще используют имитационное моделирование.

Чтобы узнать больше о технологии, прочитайте аналитическую статью «Динамическое моделирование и оптимизация цепей поставок». Или сразу переходите к практике: создайте модель своей цепочки поставок в anyLogistix и оцените, насколько ваша цепочка экономная, гибкая и надежная.

Что такое имитационное моделирование цепи поставок?

Динамическое имитационное моделирование помогает отразить поведение и изменение цепи поставок во времени. В модели задаются логические правила цепи, которые затем анализируются в динамике. Это и делает модель динамической. Например, производство запускается тогда, когда уровень запасов продукции на складе опускается ниже указанного значения. В модели правила можно комбинировать, изучать их взаимосвязи, а также протестировать их в условиях непредвиденных обстоятельств, например, забастовок и стихийных бедствий.

Динамические имитационные модели отличаются от аналитических по нескольким характеристикам.

В аналитической модели цепи поставок для описания операций используются линейные уравнения. Преимущество этого подхода в том, что если решения найдены, то они являются оптимальными. Но у этого подхода есть недостаток: чем сложнее цепь поставок, тем сложнее её аналитическая модель. Кроме того, такая модель неприменима, если математического решения найти невозможно. Также она не подойдёт для анализа тех параметров, которые в ней не учтены с самого начала. Поэтому такие модели имеют довольно ограниченную область применения.

Динамические имитационные модели способны отразить политики, в соответствии с которыми работает цепь поставок, и учесть все параметры логистической сети. Выходные данные модели описывают изменение цепи поставок во времени и включают статистику её работы. Имитационное моделирование удобно использовать для описания сложных систем и учёта рисков и неопределённостей реального мира. Такие модели, однако, нужно верифицировать, чтобы убедиться в правильности их работы.

Профессионалам в области цепей поставок приходится выбирать между двумя разными подходами.

Для каких случаев подходит имитационное моделирование?

Современные логистические сети связаны с большим количеством данных и подвержены широкому спектру рисков. Эти два фактора усложняют анализ сетей и служат аргументом в пользу динамического имитационного моделирования.

Имитационное моделирование можно использовать для решения следующих задач:

• Определение оптимального страхового запаса для многоуровневых цепей поставок;
• Оценка политики управления запасами;
• Выявление узких мест в цепи поставок;
• Оценка уровня сервиса;
• Тестирования устойчивости цепи поставок к внутренним и внешним изменениям;
• Проигрывания сценариев «что, если» при запуске новых производственных объектов или новых транспортных политик.

Имитационное моделирование особенно эффективно, когда взятая за основу система считается слишком сложной для изучения математико-аналитическими методами. Такая сложность возникает из-за случайных, зависящих от времени, и влияющих друг на друга элементов в рамках системы.

Айрис Хекман

Towards Supply Chain Risk Analytics: Fundamentals, Simulation, Optimization, 2016

В anyLogistix аналитическая оптимизация и динамическое имитационное моделирование дополняют друг друга. Спроектировав сеть в anyLogistix, вы сможете воспользоваться преимуществами обоих методов для анализа и оптимизации сети.

Прочитайте нашу аналитическую статью (на английском языке) о том, как аналитическая оптимизация и динамическое имитационное моделирование помогают решать задачи, связанные с цепями поставок.

AnyLogic: имитационное моделирование для бизнеса

1. Сетевые модели — Руководство по протоколам базовой сети [Книга]

Модель OSI называется эталонной моделью . Этот
означает, что эта конкретная модель обеспечивает метод, с помощью которого стандарты и
протоколы можно сравнивать, чтобы помочь в подключении и
последовательность. Разработчики могут использовать эталонную модель, чтобы понять, как
передачи оформляются и создают методы для перевода между
системы.

Базовая модель OSI стандартизирована в ISO / IEC (Международный
Организация по стандартизации / Международная электротехническая комиссия) 7498,
который включает в себя большинство используемых здесь определений.Эти две организации
фактически создали Объединенный технический комитет (JTC), который занимается
вопросы, связанные с информационными технологиями. Эта модель была разработана в
сотрудничество с ITU-T и также было напечатано как ITU-T
Рекомендация X.200. ITU-T — это международная телекоммуникационная компания.
Союз — Телекоммуникационный сектор. Теперь, когда мы наелись акронимами, перейдем к
стандарт.

Первая версия ISO / IEC 7498 была написана в 1984 году.
заменен в 1994 году версией 2, с дополнительными исправлениями после этого
Дата.ISO / IEC 7498 состоит из четырех частей:

• Часть 1 — Базовая модель

• Часть 2 — Архитектура безопасности

• Часть 3 — Именование и адресация

• Часть 4 — Структура управления

В этом разделе исследуется базовая модель, которая определена в разделе 6.
из 7498-1 как имеющий семь слоев: Application ,
Презентация , Сессия ,
Транспорт , Сеть ,
Канал передачи данных и Физический .На рисунке 1-5 изображены эти уровни и подключение к
аналогично структурированная открытая система . Открытая система — это
тот, который придерживается этой архитектуры.

Рисунок 1-5. Уровни OSI

Раздел 6 документа также включает руководящие принципы для
таких слоев, как:

• Не создавать столько, сколько необходимо для проектирования системы.
  сложно

• Уменьшение количества взаимодействий на уровне
  граница

• Сбор аналогичных функций и принципиальное разделение
  различные функции

• Определение тех, кто может получить выгоду, базируясь в
  аппаратное или программное обеспечение

Кроме того, структура OSI включает в качестве своих целей
улучшение текущих стандартов, гибкость и качество жизни
«Открытый», что просто означает, что системы взаимно адаптированы
стандарты обмена информацией.Каждый уровень определен в 7498-1
включает подробную информацию о функциях и процессах, происходящих при этом
слой. Стоит отметить, что в этом документе ISO / IEC / ITU-T конкретно указано:

Данная эталонная модель не предназначена для использования в качестве эталонной модели.
спецификация реализации или
быть основой для оценки соответствия фактических реализаций или
чтобы обеспечить достаточный уровень детализации для точного определения услуг
и протоколы межсетевой архитектуры.

Итак, модель OSI не определяет протоколы, службы или правила для
использоваться в системе связи,
но в нем подробно описаны идеи и процессы, которые могут потребоваться. Раздел 7
из 7498-1 предоставляет некоторые подробности для каждого из слоев, и это
резюмировано далее (если вы управляете тяжелой техникой, будьте осторожны!):

Приложение (уровень 7)

Предоставляет единственное средство для доступа приложения к OSI
окружающая среда (OSIE) без верхнего слоя.Функции разделены
в режим подключения и режим без подключения .
Возможности режима подключения включают качество обслуживания (QoS),
безопасность, идентификация сторон, контроль ошибок и режим
диалог. Средства без установления соединения — это, по сути, подмножество
уже упомянутые, без контроля ошибок и некоторые
безопасность.

Презентация (уровень 6)

Управляет представлением и сохранением данных
предоставляемые объектами уровня приложения.В частности,
Уровень представления ориентирован на синтаксис, приемлемый для обоих.
заканчивается и облегчает доступ к слоям выше и ниже.

Сеанс (уровень 5)

Определяет как полнодуплексный, так и полудуплексный режимы работы.
Этот уровень предоставляет средства (настройку и демонтаж) для связи
узлы для синхронизации и управления данными, передаваемыми между ними. А
отображение обеспечивается между транспортным и сеансовым уровнями.
(точка доступа к сеансу).Поддержка присутствует для
адреса сеанса связи с транспортом «многие к одному». Основная часть
обязанности на этом уровне включают ориентированные на соединение
передачи, но также поддерживаются передачи без установления соединения.

Транспорт (уровень 4)

Протоколы на этом уровне являются сквозными между взаимодействующими
Узлы OSI и имеют дело в первую очередь с недорогой и надежной передачей
данные. Один адрес транспортного уровня может быть связан со многими
адреса сеанса и обеспечивает производительность
требуется каждому объекту сеанса.Основные функции включают транспорт
установление соединения,
выпуск, передача данных и QoS. Пока этот слой не несет ответственности
для маршрутизации он сопоставляется с адресацией сетевого уровня. Все режимы
обрабатывать контроль ошибок, но при работе в режиме, ориентированном на соединение,
Требуется контроль последовательности.

Сеть (уровень 3)

Предоставляет средства для управления сетевыми соединениями между
открытые системы. Этот уровень не отвечает за согласование QoS.
настройки, а скорее фокусируется на маршрутизации между сетями и
подсети.Адреса сетевого уровня однозначно определяют транспорт
сущности. Сетевой уровень также отвечает за контроль ошибок,
упорядочение и сопоставление с адресами каналов данных.

Канал передачи данных (уровень 2)

Отвечает за создание соединения канала передачи данных
между объектами сетевого уровня. Используемые адреса уникальны в пределах
открытый системный набор устройств. Как и большинство уровней OSI,
Используются режимы без установления соединения и с установлением соединения.В
Помимо взаимодействия с сетевым уровнем, канал передачи данных
соединение может быть построено на одном или нескольких физических уровнях
интерфейсы.

Физический (уровень 1)

Как и в большинстве моделей, физический уровень OSI содержит
электрические, механические и функциональные средства для установления физических
соединения между устройствами уровня 2. Интерфейс во многом
определяется средой, но передачи на битовом уровне должны быть
организованы в свои физические сервисные блоки данных.

OSI — за пределами уровней

Обычно обсуждение эталонной модели OSI ограничивают
спецификации семи слоев. Пока эти идеи обсуждались
здесь модель OSI также дает потенциально ценную информацию о
разработка и реализация сетевых моделей и протоколов. В
архитекторы этой модели потратили много времени на размышления и
перечисление тех предметов, которые требуются на каждом уровне, и того, что необходимо для
каждый для связи со слоями непосредственно над и под ним.В виде
Например, раздел 5 документа 7498-1 включает обсуждение различных
аспекты наслоения. К ним относятся, помимо прочего,
следующие:

• Связь между одноранговыми объектами, включая
  следующие:

  • Режимы связи (подключение или
    без установления соединения)

  • Взаимосвязь между услугами, предоставляемыми на каждом соседнем
    граница слоя

  • Функции преобразования режима (транспортный и сетевой уровни,
    в первую очередь)

• Идентификаторы, такие как N-адрес — однозначные имена, используемые для
  определить набор точек доступа к услугам на конкретном уровне

• Свойства точек доступа к услугам

• Определения и описания блоков данных

• Элементы работы уровня:

Наряду с этими обобщенными аспектами связи в пределах
модель слоя, дальнейшее обсуждение каждого отдельного слоя
включены там, где это необходимо.Например, раздел, посвященный
Транспортный уровень детализирует установление / освобождение соединения, передачу данных, функции внутри уровня, адресацию,
мультиплексирование / разделение и управление. Где необходимо (где
взаимно однозначное сопоставление между услугами / адресами не всегда присутствует), описание уровня будет
включать подробности о согласовании соединений между
слои или даже подслои.

Протоколы OSI / ITU-T

До сих пор мы исследовали многоуровневую модель и обрисовали в общих чертах
обязанности каждого слоя.А как насчет настоящих протоколов? Для
каждому протоколу, используемому в модели TCP / IP, соответствует (и
возможно более сложная) версия в OSI / ITU-T
архитектура. Для облегчения доступа к справочным материалам в этом разделе
относится к серии стандартов ITU-T X.

Как указывалось ранее, сама модель описана в ITU-T
X.200. Хотя слои также описаны, более подробные спецификации
содержатся в X.211-X.217bis. Эти дополнительные документы
похожи на RFC для отдельных протоколов в том, что они предоставляют правила
и руководящие принципы для тех, кто действительно разрабатывает протоколы, включая государственные
диаграммы и примитивные определения.И для сети, и для транспорта
Слои, особое внимание уделяется технологиям без установления соединения и на основе соединения.
коммуникация. Одно из основных различий между этими двумя формами
передача управляет потоком информации между конечными точками.
Интересно, что два используемых сегодня протокола уровня 4 — TCP и
Протокол дейтаграмм пользователя (UDP) — отличаются друг от друга в
точно так же, с TCP, охарактеризованным как ориентированный на соединение, а UDP
без подключения.TCP очень озабочен порядковыми номерами и
обеспечение доставки всех пакетов в пункт назначения. UDP нет.

Рисунок 1-6 взят из ITU-T X.220.
и показывает используемые протоколы. Исходная диаграмма довольно большая,
поэтому здесь показана только его часть. Пока немного староват (написано на
1993), это дает некоторое представление о структуре модели.
Многие протоколы
устарело, но мы видим модульность стека протоколов, которая помогает
в замене подсистемы.Например, на нижних уровнях X.25 имеет
был заменен Frame Relay и ATM. Они, в свою очередь, были заменены
по стандартам передачи мы
использовать сегодня.

Рисунок 1-6. Протоколы OSI / ITU-T

На практике протоколы OSI / ITU-T не рассматриваются как
часто в качестве протоколов, указанных для использования в модели TCP / IP, хотя
бывают исключения. Некоторые подключения к глобальной сети (WAN) продолжают использовать эти
спецификации, и, конечно же, у нас осталась традиционная телефония
системы.Возможно, один из лучших примеров стандарта ITU-T, который
продолжает выживать, даже когда больше
и больше коммуникаций переход на TCP / IP происходит в области передачи голоса по IP
(VoIP). Как показано на рисунке, H.323, Q.931 и G.711 по-прежнему являются важной частью современных передач VoIP.
на рисунке 1-7. H.225 является частью
H.323.

Рисунок 1-7. Протоколы ITU-T, используемые в VoIP

Модель OSI: 7 уровней сетевой архитектуры — BMC Software

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) — это концептуальная структура, которая описывает функции сетевой или телекоммуникационной системы независимо от базовой технологической инфраструктуры.Он разделяет обмен данными на семь уровней абстракции и стандартизирует протоколы на соответствующие группы сетевых функций для обеспечения взаимодействия в системе связи независимо от типа технологии, поставщика и модели.

Модель OSI была первоначально разработана для облегчения взаимодействия между поставщиками и для определения четких стандартов сетевой связи. Однако старая модель TCP / IP остается повсеместной эталонной структурой для Интернет-коммуникаций сегодня.

7 уровней модели OSI

Это изображение иллюстрирует семь уровней модели OSI. Ниже мы кратко опишем каждый слой снизу вверх.

1. Физический

Самый нижний уровень модели OSI связан с передачей данных в форме электрических, оптических или электромагнитных сигналов, которые физически передают информацию между сетевыми устройствами и инфраструктурой. Физический уровень отвечает за передачу потоков неструктурированных необработанных данных по физическому носителю.Он определяет ряд аспектов, в том числе:

• Электрические, механические и физические системы и сетевые устройства с такими характеристиками, как размер кабеля, частота сигнала, напряжения и т. Д.
• Топологии, такие как шина, звезда, кольцо и сетка
• Режимы связи, такие как симплекс, полудуплекс и полнодуплекс
• Производительность передачи данных, например битрейт и битовая синхронизация
• Модуляция, переключение и взаимодействие с физической средой передачи
• Общие протоколы, включая Wi-Fi, Ethernet и другие
• Аппаратное обеспечение, включая сетевые устройства, антенны, кабели, модем и промежуточные устройства, такие как повторители и концентраторы

2.Канал передачи данных

Второй уровень модели OSI касается передачи данных между узлами в сети и управляет соединениями между физически подключенными устройствами, такими как коммутаторы. Необработанные данные, полученные с физического уровня, синхронизируются и упаковываются в кадры данных, которые содержат необходимые протоколы для маршрутизации информации между соответствующими узлами. Уровень канала передачи данных делится на два подуровня:

• Подуровень управления логическим каналом (LLC) отвечает за управление потоками и ошибки, которые обеспечивают безошибочную и точную передачу данных между узлами сети.
• Подуровень управления доступом к среде (MAC) отвечает за управление доступом и разрешениями на передачу данных между сетевыми узлами. Данные передаются последовательно, и уровень ожидает подтверждения для инкапсулированных необработанных данных, отправленных между узлами.

3. Сеть

Третий уровень модели OSI организует и передает данные между несколькими сетями.

Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию данных по наилучшему физическому пути на основе ряда факторов, включая характеристики сети, наилучший доступный путь, управление трафиком, перегрузку пакетов данных и приоритет обслуживания, среди прочего.Сетевой уровень реализует логическую адресацию пакетов данных, чтобы различать исходную и целевую сети.

Другие функции включают инкапсуляцию и фрагментацию, контроль перегрузки и обработку ошибок. Исходящие данные разделяются на пакеты, а входящие данные повторно собираются в информацию, которая используется на более высоком уровне приложения. Аппаратное обеспечение сетевого уровня включает в себя маршруты, мостовые маршрутизаторы, трехуровневые коммутаторы и протоколы, такие как Интернет (IPv4) версии 4 и Интернет-протокол версии 6 (IPv6).

4. Транспорт

Четвертый уровень модели OSI обеспечивает полную и надежную доставку пакетов данных.

• Транспортный уровень предоставляет такие механизмы, как контроль ошибок, управление потоком и контроль перегрузки, для отслеживания пакетов данных, проверки на наличие ошибок и дублирования и повторной отправки информации, которая не доставляется. Он включает функцию адресации точки обслуживания, чтобы гарантировать, что пакет отправлен в ответ на определенный процесс (через адрес порта).
• Сегментация и повторная сборка пакетов обеспечивают разделение данных и их последовательную отправку в пункт назначения, где они повторно проверяются на целостность и точность в зависимости от последовательности приема.

Общие протоколы включают протокол управления передачей (TCP) для передачи данных с установлением соединения и протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) для передачи данных без установления соединения.

5. Сессия

Являясь первым из трех уровней, которые имеют дело с уровнем программного обеспечения, уровень сеанса управляет сеансами между серверами для координации обмена данными.Сеанс относится к любому интерактивному обмену данными между двумя объектами в сети. Общие примеры включают сеансы HTTPS, которые позволяют пользователям Интернета посещать и просматривать веб-сайты в течение определенного периода времени. Сеансовый уровень отвечает за ряд функций, включая открытие, закрытие и восстановление сеансовых действий, аутентификацию и авторизацию связи между конкретными приложениями и серверами, определение полнодуплексных или полудуплексных операций и синхронизацию потоков данных.

Протоколы общего сеансового уровня

включают:

• Протокол удаленного вызова процедур (RPC)
• Протокол туннелирования точка-точка (PPTP)
• Протокол управления сеансом (SCP)
• Протокол описания сеанса (SDP), как описано здесь

6. Презентация

Шестой уровень модели OSI преобразует форматы данных между приложениями и сетями. Обязанности уровня представления включают:

Уровень представления, также называемый уровнем синтаксиса, отображает семантику и синтаксис данных таким образом, что полученная информация может использоваться для каждого отдельного сетевого объекта.Например, данные, которые мы передаем из нашего коммуникационного приложения на основе шифрования, форматируются и шифруются на этом уровне перед отправкой по сети.

На принимающей стороне данные дешифруются и форматируются в текст или мультимедийную информацию, как это предполагалось изначально. Уровень представления также сериализует сложную информацию в переносимые форматы. Затем потоки данных десериализуются и повторно собираются в исходный объектный формат в месте назначения.

7. Заявление

Уровень приложений касается сетевых процессов на уровне приложений.Этот уровень напрямую взаимодействует с конечными пользователями, обеспечивая поддержку электронной почты, совместного использования сетевых данных, передачи файлов и служб каталогов, а также других распределенных информационных служб. Самый верхний уровень модели OSI идентифицирует сетевые объекты для облегчения сетевых запросов запросами конечных пользователей, определяет доступность ресурсов, синхронизирует связь и управляет сетевыми требованиями для конкретных приложений. Уровень приложения также определяет ограничения на уровне приложения, такие как ограничения, связанные с аутентификацией, конфиденциальностью, качеством обслуживания, сетевыми устройствами и синтаксисом данных.

Общие протоколы прикладного уровня включают:

• Протокол передачи файлов (FTP)
• Простой протокол передачи почты (SMTP)
• Система доменных имен (DNS)

Интернет не приветствует OSI

Модель OSI широко критикуется за присущую ей сложность реализации, которая делает сетевые операции неэффективными и медленными. Академический подход к разработке набора протоколов OSI основывался на замене существующих протоколов на всех уровнях связи лучшими альтернативами.

Этот подход не получил широкого распространения в отрасли; поставщики уже вложили значительные ресурсы в продукты TCP / IP и должны были управлять совместимостью с широким выбором протоколов и спецификаций, предлагаемых моделью OSI. Кроме того, само академическое сообщество рассматривало модель OSI как изобретение, политически вдохновленное европейскими телекоммуникационными властями и властями США.

Старая модель архитектуры TCP / IP уже использовалась в реальных сетевых средах.Он послужил прочной основой для Интернета, включая все проблемы, связанные с безопасностью, конфиденциальностью и производительностью. Непрерывные исследования и разработки, инвестиции и внедрение модели OSI во всей отрасли могли бы сделать современный кибер-мир другим (и, возможно, лучшим) местом, но прагматизм модели TCP / IP дал нам Интернет, который сегодня преобладает.

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше на следующих ресурсах:

Osi модель 7 слоев из Siddique Ibrahim

Исходное эталонное изображение:

Эти публикации являются моими собственными и не обязательно отражают позицию, стратегию или мнение BMC.

Обнаружили ошибку или есть предложение? Сообщите нам об этом по электронной почте [email protected].

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, которая описывает 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 идет сверху вниз, причем числа идут от уровня 7 до уровня 1. Слои и то, что они представляют, следующие:

Уровень 7 — Приложение

Чтобы продолжить нашу аналогию с падением фасоли 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 — представление

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 — Транспорт

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 — на уровне 3, сетевом уровне.

Уровень 3 — Сеть

Именно здесь, на сетевом уровне, вы найдете большую часть функций маршрутизатора, которые важны и нравятся большинству сетевых профессионалов. 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 существуют 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 при прохождении сертификации, так же, как студенту, изучающему обществоведение, нужно 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 — помочь поставщикам и разработчикам обеспечить взаимодействие продуктов цифровой связи и программного обеспечения, которые они создают. 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 слои 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 модель OSI | 7 слоев объяснения

Что такое модель OSI

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) описывает семь уровней, которые компьютерные системы используют для связи по сети. Это была первая стандартная модель для сетевых коммуникаций, принятая всеми крупными компьютерными и телекоммуникационными компаниями в начале 1980-х.

Современный Интернет основан не на OSI, а на более простой модели TCP / IP. Тем не менее, 7-уровневая модель OSI по-прежнему широко используется, поскольку она помогает визуализировать и сообщать, как работают сети, а также помогает изолировать и устранять сетевые проблемы.

OSI была представлена ​​в 1983 году представителями крупных компьютерных и телекоммуникационных компаний, а в 1984 году была принята ISO в качестве международного стандарта.

Объяснение модели OSI: 7 уровней OSI

Мы опишем уровни OSI «сверху вниз» от уровня приложения, который непосредственно обслуживает конечного пользователя, до физического уровня.

7. Уровень приложения

Уровень приложений используется программным обеспечением конечных пользователей, например веб-браузерами и почтовыми клиентами.Он предоставляет протоколы, которые позволяют программному обеспечению отправлять и получать информацию и предоставлять пользователям значимые данные. Несколько примеров протоколов прикладного уровня — это протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол передачи файлов (FTP), протокол почтового отделения (POP), простой протокол передачи почты (SMTP) и система доменных имен (DNS).

6. Уровень представления

Уровень представления подготавливает данные для уровня приложения. Он определяет, как два устройства должны кодировать, шифровать и сжимать данные, чтобы они правильно принимались на другом конце.Уровень представления принимает любые данные, передаваемые прикладным уровнем, и подготавливает их к передаче через сеансовый уровень.

5. Сеансовый уровень

Сеансовый уровень создает каналы связи между устройствами, называемые сеансами. Он отвечает за открытие сеансов, обеспечение того, чтобы они оставались открытыми и работоспособными во время передачи данных, и закрытие их по окончании связи. Сеансовый уровень также может устанавливать контрольные точки во время передачи данных — если сеанс прерван, устройства могут возобновить передачу данных с последней контрольной точки.

4. Транспортный уровень

Транспортный уровень берет данные, передаваемые на уровне сеанса, и разбивает их на «сегменты» на передающей стороне. Он отвечает за повторную сборку сегментов на принимающей стороне, превращая их обратно в данные, которые могут использоваться на уровне сеанса. Транспортный уровень выполняет управление потоком, отправляя данные со скоростью, которая соответствует скорости соединения принимающего устройства, и контроль ошибок, проверяя, были ли данные получены неправильно, а если нет, запрашивая их снова.

3. Сетевой уровень

Сетевой уровень выполняет две основные функции. Один из них — это разбиение сегментов на сетевые пакеты и повторная сборка пакетов на принимающей стороне. Другой — маршрутизация пакетов путем определения наилучшего пути в физической сети. Сетевой уровень использует сетевые адреса (обычно адреса Интернет-протокола) для маршрутизации пакетов к узлу назначения.

2. Уровень канала данных

Уровень канала данных устанавливает и завершает соединение между двумя физически подключенными узлами в сети.Он разбивает пакеты на фреймы и отправляет их от источника к месту назначения. Этот уровень состоит из двух частей: Logical Link Control (LLC), который идентифицирует сетевые протоколы, выполняет проверку ошибок и синхронизирует кадры, и Media Access Control (MAC), который использует MAC-адреса для подключения устройств и определяет разрешения на передачу и получение данных.

1. Физический уровень

Физический уровень отвечает за физическое кабельное или беспроводное соединение между сетевыми узлами.Он определяет разъем, электрический кабель или беспроводную технологию, соединяющую устройства, и отвечает за передачу необработанных данных, которые представляют собой просто последовательность нулей и единиц, при этом заботясь об управлении скоростью передачи данных.

Преимущества модели OSI

Модель OSI помогает пользователям и операторам компьютерных сетей:

• Определите необходимое оборудование и программное обеспечение для построения сети.
• Понимать и сообщать о процессе, за которым компоненты взаимодействуют по сети.
• Выполните устранение неполадок, определив, какой сетевой уровень вызывает проблему, и сосредоточив усилия на этом уровне.

Модель OSI помогает производителям сетевых устройств и поставщикам сетевого программного обеспечения:

• Создавайте устройства и программное обеспечение, которые могут взаимодействовать с продуктами любого другого поставщика, обеспечивая открытое взаимодействие
• Определите, с какими частями сети должны работать их продукты.
• Сообщать пользователям, на каких сетевых уровнях работает их продукт — например, только на уровне приложения или через стек.

OSI в сравнении с TCP / IP Модель

Протокол управления передачей / Интернет-протокол (TCP / IP) старше модели OSI и был разработан Министерством обороны США (DoD). Ключевое различие между моделями состоит в том, что TCP / IP проще и объединяет несколько уровней OSI в один:

• Уровни OSI 5, 6, 7 объединены в один прикладной уровень в TCP / IP

Уровни 1, 2 OSI

• объединены в один уровень доступа к сети в TCP / IP — однако TCP / IP не берет на себя ответственность за функции упорядочивания и подтверждения, оставляя их нижележащему транспортному уровню.

Другие важные отличия:

• TCP / IP — это функциональная модель, разработанная для решения конкретных проблем связи и основанная на определенных стандартных протоколах. OSI — это общая, не зависящая от протокола модель, предназначенная для описания всех форм сетевого взаимодействия.
• В TCP / IP большинство приложений используют все уровни, тогда как в простых приложениях OSI не используются все семь уровней. Только уровни 1, 2 и 3 являются обязательными для обеспечения любой передачи данных.

Узнайте, как Imperva Web Application Firewall может помочь вам в обеспечении безопасности приложений.

Imperva Application Security

Решения

Imperva по обеспечению безопасности защищают ваши приложения на нескольких уровнях модели OSI, от сетевого уровня, защищенного системой защиты от DDoS-атак Imperva, до брандмауэра веб-приложений Imperva (WAF), управления ботами и технологии безопасности API, которая защищает уровень приложений.

Для защиты приложений и сетей в стеке OSI Imperva обеспечивает многоуровневую защиту, гарантирующую, что веб-сайты и приложения доступны, легко доступны и безопасны.В состав решения по обеспечению безопасности приложений Imperva входят:

• Защита от DDoS-атак — поддержание работоспособности в любых ситуациях. Предотвратите любые типы DDoS-атак любого размера, препятствующие доступу к вашему веб-сайту и сетевой инфраструктуре.
• CDN — повысьте производительность веб-сайта и сократите расходы на полосу пропускания с помощью CDN, разработанной для разработчиков. Кэшируйте статические ресурсы на периферии, ускоряя API и динамические веб-сайты.
• WAF — облачное решение разрешает законный трафик и предотвращает плохой трафик, защищая приложения на периферии.Шлюз WAF обеспечивает безопасность приложений и API внутри вашей сети.
• Защита от ботов — анализирует ваш бот-трафик для выявления аномалий, выявляет плохое поведение бота и проверяет его с помощью механизмов проверки, которые не влияют на пользовательский трафик.
• Безопасность API — защищает API, гарантируя, что только желаемый трафик может получить доступ к вашей конечной точке API, а также обнаруживает и блокирует эксплойты уязвимостей.
• Защита от захвата учетных записей — использует процесс обнаружения на основе намерений для выявления и защиты от попыток захвата учетных записей пользователей в злонамеренных целях.
• RASP — защитите свои приложения изнутри от известных атак и атак нулевого дня. Быстрая и точная защита без подписи или режима обучения.
• Аналитика атак — эффективное и точное устранение реальных угроз кибербезопасности и реагирование на них с помощью действенной аналитики на всех уровнях защиты.

Четырехуровневая модель Интернета, которую необходимо знать сетевым инженерам | Джеймс Ле | Обращает на себя внимание

Учитывая, что так много инженеров-программистов работает на веб-серверах и клиентах, одной из наиболее ценных областей информатики являются компьютерные сети.С появлением Всемирной паутины глобальный Интернет быстро стал доминирующим типом компьютерных сетей. Теперь он позволяет людям во всем мире использовать Интернет для электронной коммерции и интерактивных развлекательных приложений в дополнение к электронной почте и IP-телефонии. В результате изучение компьютерных сетей теперь стало синонимом исследования Интернета и его приложений.

Недавно я закончил онлайн-курс в Стэнфорде под названием “ Introduction to Computer Networking .” Курс фокусируется на объяснении того, как работает Интернет, от того, как биты модулируются по проводам и в беспроводной сети, до протоколов прикладного уровня, таких как BitTorrent и HTTP. Он также объясняет принципы проектирования сетей и сетевых протоколов. Я хочу поделиться небольшими знаниями, которые я получил на этом курсе.

Самый простой способ понять компьютерные сети — провести сравнение. Компьютеры — это машины общего назначения, которые означают разные вещи для разных людей.Некоторые из нас просто хотят выполнять базовые задачи, такие как обработка текста или общение с друзьями в Facebook, поэтому нам все равно, как это происходит под прикрытием. На противоположном конце спектра некоторые из нас любят модифицировать наши компьютеры, чтобы они работали быстрее, устанавливая более быстрые процессоры или больше памяти, или что-то еще; для вундеркиндов копаться в компьютерах — самоцель. Где-то посередине между этими крайностями есть умеренно технически подкованные люди, которые используют компьютеры для выполнения повседневной работы с разумным пониманием того, как работают их машины.Поскольку компьютеры означают разные вещи для разных людей, это может помочь нам понять их, думая о стеке уровней: оборудование внизу, операционная система где-то наверху, а затем приложения, работающие на самом высоком уровне. Вы можете «взаимодействовать» с компьютером на любом из этих уровней, не думая ни о каких других уровнях. Тем не менее, каждый уровень становится возможным благодаря тому, что происходит на более низких уровнях, знаете вы об этом или нет. То, что происходит на более высоких уровнях, может осуществляться множеством различных способов на более низких уровнях; например, вы можете использовать веб-браузер, такой как Chrome (приложение), во многих различных операционных системах, и вы можете запускать различные операционные системы на конкретном ноутбуке, даже если аппаратное обеспечение не меняется вообще.

Хотите прочитать эту историю позже? Сохраните его в журнале .

Компьютерные сети похожи: у всех нас разные представления о них, и мы в той или иной степени заботимся о том, что они делают и почему. Если вы работаете в небольшом офисе с вашим компьютером, подключенным к машинам других людей и общим принтерам, вероятно, все, что вас волнует, это то, что вы можете отправлять электронные письма своим коллегам и распечатывать свои материалы; вас не волнует, как это на самом деле происходит.Но если вы в первую очередь отвечаете за настройку сети, вы должны учитывать такие вещи, как то, как они физически связаны друг с другом, какие кабели вы используете и какой длины они могут быть, какой MAC (управление доступом к среде ) адреса и всякие другие мелочи. Опять же, как и в случае с компьютерами, мы можем думать о сети с точки зрения ее различных уровней — и есть два популярных способа сделать это.

• Модель OSI (Open Systems Interconnect) описывает компьютерную сеть как стек из 7 уровней.Он был задуман как способ заставить все виды компьютеров и сетей взаимодействовать друг с другом, что было серьезной проблемой в 60-х, 70-х и 80-х годах, когда практически все вычислительное оборудование было проприетарным, а оборудование одного производителя редко работало с кем-либо. остальное.
• Если вы никогда не относились к модели OSI, то вполне вероятно, что это произошло потому, что другой способ подключения компьютеров мира восторжествовал над ней, создав удивительную компьютерную сеть, которую вы используете прямо сейчас: Интернет.Интернет основан на двухкомпонентной сетевой системе под названием TCP / IP , в которой компьютеры подключаются к сети (используя так называемый протокол управления передачей ) для обмена информацией в пакетах (с использованием интернет-протокола ).

В то время как модель OSI является довольно абстрактной и академической концепцией, редко встречающейся вне книг и статей о компьютерных сетях, модель TCP / IP является более простым, понятным и более практичным предложением: это фундамент Интернет — и та самая технология, которую вы сейчас используете, чтобы читать эти слова.Мы можем понять TCP / IP, используя 4 немного простых уровня, подробно описанных ниже:

1 — Канальный уровень:

Интернет состоит из конечных хостов, каналов и маршрутизаторов. Данные доставляются поэтапно по каждому каналу по очереди. Данные доставляются пакетами. Пакет состоит из данных, которые мы хотим доставить, а также заголовка, который сообщает сети, куда должен быть доставлен пакет, откуда он пришел и так далее.

Задача канального уровня — передавать данные по одному каналу за раз.Вы, наверное, слышали о Ethernet и WiFi — это два примера различных канальных уровней.

2 — Сетевой уровень:

Самый важный уровень — это сетевой уровень. Он доставляет пакеты через Интернет от источника к месту назначения. Пакет является важным строительным блоком в сети. Пакет — это имя, которое мы даем автономному набору данных, плюс заголовок, который описывает, что это за данные, куда они идут и откуда пришли.

Пакеты сетевого уровня называются дейтаграммами . Они состоят из некоторых данных и заголовка, содержащего адреса «Кому» и «От» — точно так же, как мы помещаем адреса «Кому:» и «От» в письмо. Сеть передает дейтаграмму на канальный уровень ниже, сообщая ему отправить дейтаграмму по первому каналу. Другими словами, канальный уровень предоставляет услугу сетевому уровню. По сути, канальный уровень говорит: «Если вы дадите мне датаграмму для отправки, я передам ее по одной ссылке для вас.”

На другом конце канала находится маршрутизатор. Канальный уровень маршрутизатора принимает дейтаграмму от канала и передает ее сетевому уровню маршрутизатора. Сетевой уровень на маршрутизаторе проверяет адрес назначения дейтаграммы и отвечает за маршрутизацию дейтаграммы по одному шагу за раз к ее конечному месту назначения. Он делает это путем повторной отправки на канальный уровень, чтобы передать его по следующей ссылке. И так до тех пор, пока он не достигнет сетевого уровня в месте назначения.

Обратите внимание, что сетевой уровень не должен заботиться о том, * как * канальный уровень отправляет дейтаграмму по каналу.Фактически, разные канальные уровни работают по-разному; Ethernet и WiFi явно очень разные. Такое разделение задач между сетевым и канальным уровнями позволяет каждому сосредоточиться на своей работе, не беспокоясь о том, как работает другой уровень. Это также означает, что один сетевой уровень имеет общий способ общения со многими различными канальными уровнями, просто передавая им дейтаграммы для отправки. Такое разделение задач возможно благодаря модульности каждого уровня и общему четко определенному API для уровня ниже.

В Интернете сетевой уровень является особенным: когда мы отправляем пакеты в Интернет, мы должны использовать Интернет-протокол . Интернет-протокол, или IP, скрепляет Интернет. IP предоставляет заведомо простую услугу. Это простой, тупой, минималистичный сервис с четырьмя основными функциями: он отправляет дейтаграммы шаг за шагом через Интернет. Сервис ненадежный и надежный; нет состояния для каждого потока, делающего протокол без установления соединения.

3 — Транспортный уровень:

Наиболее распространенным транспортным уровнем является TCP или протокол управления передачей .

TCP гарантирует, что данные, отправленные приложением на одном конце Интернета, правильно доставляются — в правильном порядке — в приложение на другом конце Интернета. Если сетевые уровни отбрасывают некоторые дейтаграммы, TCP будет повторно передавать их, при необходимости, несколько раз. Если сетевой уровень доставляет их в неправильном порядке — возможно, из-за того, что два пакета следуют по разному пути к месту назначения, — TCP снова вернет данные в правильный порядок.

Приложения, такие как веб-клиент или почтовый клиент, действительно находят TCP очень полезным.Используя TCP для обеспечения правильной доставки данных, им не нужно беспокоиться о реализации всех механизмов внутри приложения. Они могут воспользоваться огромными усилиями, которые разработчики прилагают для правильной реализации TCP, и повторно использовать его для правильной доставки данных. Повторное использование — еще одно большое преимущество наслоения.

Но не всем приложениям нужны данные для правильной доставки. Например, если приложение видеоконференции отправляет фрагмент видео в пакете, может не быть смысла ждать повторной передачи пакета несколько раз; лучше просто двигаться дальше.Некоторым приложениям просто не нужна служба TCP.

Если приложению не нужна надежная доставка, оно может вместо этого использовать очень простой UDP — или протокол пользовательских дейтаграмм . UDP просто объединяет данные приложения и передает их сетевому уровню для доставки на другой конец. UDP не дает никаких гарантий доставки.

Другими словами, у приложения есть выбор по крайней мере из двух различных служб транспортного уровня: TCP и UDP. На самом деле есть много других вариантов, но это наиболее часто используемые службы транспортного уровня.

4 — Уровень приложений:

Конечно, многие тысячи приложений используют Интернет. Несмотря на то, что каждое приложение отличается, оно может повторно использовать транспортный уровень, используя четко определенный API от уровня приложения до нижележащей службы TCP или UDP.

Приложениям обычно требуется двунаправленный надежный поток байтов между двумя конечными точками. Они могут отправлять любой поток байтов, который они хотят, и у приложений есть собственный протокол, который определяет синтаксис и семантику данных, передаваемых между двумя конечными точками.

Например, когда веб-клиент запрашивает страницу с веб-сервера, веб-клиент отправляет запрос GET. Это одна из команд протокола передачи гипертекста, или http. http указывает, что команда GET отправляется в виде строки ASCII вместе с URL-адресом запрашиваемой страницы. Что касается уровня приложения, запрос GET отправляется непосредственно своему партнеру на другом конце — приложению веб-сервера. Приложению не нужно знать, как оно туда попало или сколько раз его нужно было повторно передать.В веб-клиенте уровень приложения передает запрос GET на уровень TCP, который обеспечивает его надежную доставку. Он делает это с помощью служб сетевого уровня, который, в свою очередь, использует службы канального уровня.

Собираем все вместе

Сетевые инженеры считают удобным организовать все функции, составляющие Интернет, в уровни. Вверху находится приложение, такое как BitTorrent, Skype или всемирная сеть, которое общается со своим одноранговым уровнем в пункте назначения.Когда у приложения есть данные для отправки, оно передает данные транспортному уровню, который выполняет работу по надежной доставке данных на другой конец. Транспортный уровень отправляет данные на другой конец, передавая их сетевому уровню, задача которого состоит в разбиении данных на пакеты, каждый из которых имеет правильный адрес назначения. Наконец, пакеты передаются на канальный уровень, который отвечает за доставку пакета от одного перехода к следующему на своем пути. Данные переходят шаг за шагом от одного маршрутизатора к другому.Сетевой уровень пересылает его следующему маршрутизатору по одному, пока он не достигнет пункта назначения. Там данные передаются по уровням, пока не достигнут приложения.

Модели компьютерных сетей

Компьютерная сеть состоит из программного и аппаратного обеспечения, которое используется для отправки и получения данных от одного устройства к другому. Роль аппаратного обеспечения заключается в подтверждении наличия физического оборудования, необходимого для отправки и получения данных, в то время как программное обеспечение определяет набор инструкций, которые используют аппаратное оборудование для передачи данных. Простая передача данных состоит из нескольких этапов на различных уровнях компьютерной сети. В моделях компьютерных сетей мы подробно обсудим модели, чтобы понять, как данные фактически передаются и принимаются на уровне компьютера .

Прежде чем обсуждать модели компьютерных сетей, давайте обсудим слои, из которых состоит компьютерная модель. Давайте разберемся с уровнями, участвующими в передаче данных.

Уровни компьютерной сети модели

1.Основная цель наличия нескольких уровней в модели компьютерной сети — разделить процесс отправки и получения данных на небольшие небольшие задачи.

2. Эти уровни связаны друг с другом, каждый уровень предоставляет определенные данные своему непосредственному более высокому и непосредственно нижнему уровню и получает определенные данные от того же самого.

3. Разделение модели на слои делает структуру довольно простой, что позволяет легко идентифицировать проблему, если она возникает. Модель компьютерной сети состоит из трех основных компонентов.Отправитель, получатель и перевозчик.

На стороне отправителя:
Верхний уровень: Верхний уровень обслуживает средний уровень, направляет сообщение (или данные) на средний уровень
Средний уровень: Средний уровень забирает данные с более высокого уровня и передает их на нижний уровень
нижний уровень: Данные передаются на нижний уровень на стороне приемника.

На стороне получателя:
нижний уровень: Принимает данные с нижнего уровня стороны отправителя и передает их на средний уровень.
Средний уровень: Средний уровень забирает данные с нижнего уровня и передает их на более высокий уровень.
Верхний уровень: Верхний уровень передает данные получателю.

4. Здесь мы обсудим несколько компьютерных моделей, каждая из которых имеет свой набор и структуру слоев.

Наиболее важными моделями компьютерных сетей являются:
1. Модель OSI
2. Модель TCP / IP

В чем разница между семиуровневой сетевой моделью OSI и TCP / IP?

Загрузите PDF-файл этой статьи.

Проводная или беспроводная передача данных сегодня в большинстве случаев осуществляется посредством пакетов информации, передаваемых по одной или нескольким сетям. Но прежде чем эти сети смогут работать вместе, они должны использовать общий протокол или набор правил для передачи и приема этих пакетов данных. Разработано много протоколов. Одним из наиболее широко используемых является протокол управления передачей / Интернет-протокол (TCP / IP). Кроме того, общая модель протокола, используемая при описании сетевых коммуникаций, известная как модель взаимодействия открытых систем (OSI), полезна для сравнения и сопоставления различных протоколов.

Модель OSI

Модель OSI, обозначенная как ISO / IEC 7498-1, является стандартом Международной организации по стандартизации (ISO). Это универсальная парадигма для обсуждения или описания того, как компьютеры взаимодействуют друг с другом по сети. Его семиуровневый подход к передаче данных делит множество операций на определенные связанные группы действий на каждом уровне (рис. 1) .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275ecf6d5f267ee20f751» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2013 09 0913 Wtd Osi F1 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2013/10/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2013_09_0913_WTD_osi_F1.png?auto=format&fit=max&w=1440} data-embed

. В модели данные проходят вниз по уровням передачи, по физическому каналу и затем вверх по уровням приема.

Передающее компьютерное программное обеспечение передает данные на уровень приложений, где они обрабатываются и передаются от уровня к уровню вниз по стеку, при этом каждый уровень выполняет свои назначенные функции.Затем данные передаются по физическому уровню сети до тех пор, пока их не получит целевой компьютер или другое устройство. На этом этапе данные снова проходят через уровни, каждый уровень выполняет назначенные ему операции до тех пор, пока данные не будут использоваться программным обеспечением принимающего компьютера.

Во время передачи каждый уровень добавляет к данным заголовок, который направляет и идентифицирует пакет. Этот процесс называется инкапсуляцией. Заголовок и данные вместе образуют пакет данных для следующего уровня, который, в свою очередь, добавляет свой заголовок и так далее.Затем объединенный инкапсулированный пакет передается и принимается. Принимающий компьютер меняет процесс на обратный, деинкапсулируя данные на каждом уровне с информацией заголовка, направляющей операции. Затем приложение, наконец, использует данные. Процесс продолжается до тех пор, пока все данные не будут переданы и получены.

Все необходимые и желательные операции сгруппированы в логической последовательности на каждом из уровней. Каждый уровень отвечает за определенные функции:

• Уровень 7 — приложение: этот уровень работает с прикладным программным обеспечением для обеспечения необходимых функций связи.Он проверяет доступность коммуникационного партнера и ресурсов для поддержки любой передачи данных. Он также работает с конечными приложениями, такими как служба доменных имен (DNS), протокол передачи файлов (FTP), протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол доступа к Интернет-сообщениям (IMAP), протокол почтового отделения (POP), простой протокол передачи почты (SMTP). ), Telenet и эмуляция терминала.

• Уровень 6 — представление: этот уровень проверяет данные, чтобы убедиться, что они совместимы с коммуникационными ресурсами.Это обеспечивает совместимость между форматами данных на уровне приложений и более низких уровнях. Он также обрабатывает любое необходимое форматирование данных или преобразование кода, а также сжатие и шифрование данных.

• Уровень 5 — сеанс: программное обеспечение уровня 5 выполняет функции аутентификации и авторизации. Он также управляет соединением между двумя взаимодействующими устройствами, устанавливает соединение, поддерживает соединение и, в конечном итоге, завершает его. Этот уровень также проверяет доставку данных.

• Уровень 4 — транспорт: этот уровень обеспечивает функции качества обслуживания (QoS) и гарантирует полную доставку данных. Целостность данных гарантируется на этом уровне с помощью исправления ошибок и аналогичных функций.

• Уровень 3 — сеть: сетевой уровень обрабатывает маршрутизацию пакетов с помощью функций логической адресации и коммутации.

• Уровень 2 — канал передачи данных: пакет операций уровня 2 и распаковка данных во фреймах.

• Уровень 1 — физический: этот уровень определяет логические уровни, скорость передачи данных, физический носитель и функции преобразования данных, которые составляют поток битов пакетов от одного устройства к другому.

В отношении модели OSI необходимо сделать два ключевых момента. Во-первых, модель OSI — это всего лишь модель. Его использование не обязательно для работы в сети, но большинство протоколов и систем его придерживаются. В основном это полезно для обсуждения, описания и понимания отдельных сетевых функций.

Во-вторых, не все слои используются в некоторых более простых приложениях. Хотя уровни 1, 2 и 3 являются обязательными для любой передачи данных, приложение может использовать некоторый уникальный интерфейсный уровень для приложения вместо обычных верхних уровней модели.

TCP / IP

Протокол

TCP / IP был разработан в 1960-х годах в рамках Агентства передовых исследовательских проектов (ARPA) Министерства обороны США по созданию общенациональной сети пакетной передачи данных. Впервые он был использован в компьютерах на базе UNIX в университетах и ​​государственных учреждениях. Сегодня это основной протокол, используемый во всех операциях в Интернете.

TCP / IP также является многоуровневым протоколом, но не использует все уровни OSI, хотя уровни эквивалентны по работе и функциям (рис.2) . Уровень сетевого доступа эквивалентен уровням 1 и 2 OSI. Уровень Интернет-протокола сопоставим с уровнем 3 в модели OSI. Уровень «хост-хост» эквивалентен уровню 4 OSI. Это функции TCP и UDP (протокол пользовательских дейтаграмм). Наконец, прикладной уровень аналогичен объединенным уровням 5, 6 и 7 OSI.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275ecf6d5f267ee20f753» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2013 09 0913 Wtd Osi F2 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2013/10/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2013_09_0913_WTD_osi_F2.png?auto=format&fit=max&w=1440} Layers 9029-embed 9029-embed 9029 модели OSI в некоторой степени соответствуют четырем уровням, составляющим протокол TCP / IP.

Уровень TCP упаковывает данные в пакеты. Заголовок, который добавляется к данным, включает адреса источника и получателя, порядковый номер, номер подтверждения, контрольную сумму для обнаружения и исправления ошибок и некоторую другую информацию (рис.3) . Заголовок состоит из 20 октетов (октет = 8 бит), сгруппированных в 32-битные приращения. Эти биты передаются слева направо и сверху вниз.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275ecf6d5f267ee20f755» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2013 09 0913 Wtd Osi F3 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2013/10/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2013_09_0913_WTD_osi_F3.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
3. Заголовок добавляется, а затем удаляется во время инкапсуляции и деинкапсуляции пакетных данных на уровне TCP.

На принимающей стороне канала TCP повторно собирает пакеты в правильном порядке и направляет их вверх по стеку в приложение. TCP может повторно передать пакет в случае возникновения ошибки. В любом случае основная задача TCP — просто упаковать и распаковать данные и обеспечить некоторую гарантию надежной передачи данных без ошибок.Уровень IP фактически передает пакет TCP.

Уровень IP передает данные через соединение физического уровня. IP добавляет свой заголовок к пакету (рис. 4) . Заголовок состоит из 32 октетов, снова сгруппированных в 32-битные слова. Обратите внимание на 32-битные адреса источника и назначения. Это хорошо известные IP-адреса, которые мы видим в десятичном формате с точками (например, 197.45.204.36), где каждый 8-битный октет выражен в его десятичном значении. Это адрес, присвоенный устройству Управлением по присвоению номеров в Интернете (IANA).

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275ecf6d5f267ee20f757» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты электронного дизайна Electronicdesign com. Загрузка файлов 2013 09 0913 Wtd Osi F4 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2013/10/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2013_09_0913 format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
4. Заголовок IPv4 используется во время процесса Интернет-протокола при передаче данных.Обратите внимание на 32-битные адреса источника и назначения.

Заголовок на рисунке 4 используется в IP версии 4 (IPv4). Поскольку у IANA закончились 32-битные адреса (2 ³² из них!), Быстро принимается новая версия. IPv6 использует 128-битные адреса (рис. 5) . 2 ¹²⁸ адресов должно хватить для всех компьютеров, планшетов и смартфонов на планете, а также для всех устройств, которые могут быть подключены для создания так называемого Интернета вещей (IoT).

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275ecf6d5f267ee20f759» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2013 09 0913 Wtd Osi F5 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2013/10/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2013_09_D_0913 format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
5. Новый заголовок IPv6 для Интернет-протокола аналогичен IPv4, но использует 128-битные адреса источника и назначения.

После добавления заголовка IP к данным он передается на уровень доступа к сети. Этот уровень снова переупаковывает данные в пакеты Ethernet или какой-либо другой протокол для окончательной физической передачи. Затем пакеты Ethernet снова перенастраиваются для передачи по DSL или кабельному телевидению или по глобальной сети с использованием Sonet или оптической транспортной сети (OTN).

Сводка

TCP / IP — это более старый из двух подходов к передаче данных, хорошо зарекомендовавший себя во всем мире.Однако модель OSI — это проверенная концепция, которая используется во всех других протоколах передачи данных. Он будет по-прежнему использоваться в качестве руководства для всех других коммуникационных приложений.

Список литературы

Frenzel, Louis E., Principles of Electronic Communication Systems , 3 ^rd edition, McGraw Hill, 2008.

Рассел, Эндрю, «Интернет, которого не было», IEEE Spectrum , август 2013 г.

Стюарт, Майкл Стюарт, Основное направление: режим OSI — разбиение семи уровней , Global Knowledge Training LLC, 2013.

Симоно, Пол, Модели TCP / IP и OSI , Global Knowledge Training LLC, 2011.