Какой уровень модели osi предназначен для определения маршрута передачи данных: Уровни эталонной модели OSI

Содержание

Уровни модели OSI

Подробности: Родительская категория: Сетевые технологии

Сетевая модель OSI (open systems interconnection basic reference model) — это базовая модель взаимодействия открытых систем. Иными словами — это определённый стандарт, по которому действуют сетевые технологии.

Упомянутая система состоит из семи уровней модели OSI. Каждый протокол работает с протоколами своего уровня либо уровнем ниже, либо выше от себя.

Каждый уровень оперирует определённым типом данных:

Физический — бит;
Канальный — кадр;
Сетевой — пакет;
Транспортный — сегменты/дейтаграммы;
Сеансовый — сеанс;
Представительский — поток;
Прикладной — данные

Уровни модели OSI

Прикладной уровень (

application layer)

Это самый верхний уровень сетевой модели OSI. Его ещё называют уровень приложений. Предназначен для взаимодействия пользователя с сетью. Уровень предоставляет приложениям возможность использования различных сетевых служб.

Функции:

удалённый доступ;
почтовый сервис;
формирование запросов к следующему уровню (уровень представления)

Сетевые протоколы уровня:

BitTorrent
HTTP
SMTP
FTP
SNMP
TELNET

Уровень представления (

presentation layer)

Это второй уровень. По другому называют представительским уровнем. Предназначен для преобразование протоколов, а так же для кодировки и декодировки данных. На данном этапе, запросы доставленные с прикладного уровня, формируются в в вид данных для передачи по сети и наоборот.

Функции:

сжатие/распаковка данных;
кодирование/декодирование данных;
перенаправление запросов

Сетевые протоколы уровня:

Сеансовый уровень (

session layer)

Этот уровень сетевой модели OSI отвечает за поддержание сеанса связи. Благодаря данному уровню приложения могут взаимодействовать друг с другом на протяжении долгого времени.

Функции:

предоставление прав
создание/приостановление/восстановление/завершение связи

Сетевые протоколы уровня:

ISO-SP
L2TP
NetBIOS
PPTP
SMPP
ZIP

Транспортный уровень (

transport layer)

Это четвёртый уровень, если вести отсчёт сверху. Предназначен для надёжной передачи данных. При этом, передача не всегда может быть надёжной. Возможны дублирование и недоставка посылки данных.

Сетевые протоколы уровня:

Сетевой уровень (

network layer)

Данный уровень сетевой модели OSI отвечает за определение наилучшего и кратчайшего маршрута для передачи данных.

Функции:

присвоение адреса
отслеживание коллизий
определение маршрута
коммутация

Сетевые протоколы уровня:

IPv4/IPv6
IPX
CLNP
IPsec
RIP
OSPF

Канальный уровень (

Data Link layer)

Это шестой уровень, который отвечает за доставку данных между устройствами которые находятся в одной сетевой области.

Функции:

адресация на уровне аппаратного обеспечения
контроль за ошибками
исправление ошибок

Сетевые протоколы уровня:

PPP
SLIP
LAPD
IEEE 802.11 wireless LAN,
FDDI
ARCnet
ATM

Физический уровень (

physical layer)

Самый нижний и самый последний уровень сетевой модели OSI. Служит для определения метода передачи данных в физической/электрической среде. Допустим, любой сайт, например «играть онлайн казино http://bestforplay.net», расположен на каком то сервере, интерфейсы которого тоже передают какой нибудь электрический сигнал по кабелям и проводам.

Функции:

определение вида передачи данных
передача данных

Сетевые протоколы уровня:

IEEE 802.15 (Bluetooth)
802.11 Wi-Fi
GSM Um radio interface
ITU и ITU-T
EIA RS-232

Таблица 7-и уровневой модели OSI

Модель OSI
Тип данных	Уровень	Функции
Данные	Прикладной	Доступ к сетевым службам
Поток	Представительский	Представление и шифрование данных
Сеансы	Сеансовый	Управление сеансом связи
Сегменты/Дейтаграммы	Транспортный	Прямая связь между конечными пунктами и надежность
Пакеты	Сетевой	Определение маршрута и логическая адресация
Кадры	Канальный	Физическая адресация
Биты	Физический	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

ЭМВОС — это… Что такое ЭМВОС?

Сеансовый уровень (англ.

Session layer)

5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (англ.

Transport layer)

4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: UDP.

Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции (например, функции передачи данных без подтверждения приема), и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных.

Некоторые протоколы сетевого уровня, называемые протоколами без установки соединения, не гарантируют, что данные доставляются по назначению в том порядке, в котором они были посланы устройством-источником. Некоторые транспортные уровни справляются с этим, собирая данные в нужной последовательности до передачи их на сеансовый уровень. Мультиплексирование (multiplexing) данных означает, что транспортный уровень способен одновременно обрабатывать несколько потоков данных (потоки могут поступать и от различных приложений) между двумя системами. Механизм управления потоком данных — это механизм, позволяющий регулировать количество данных, передаваемых от одной системы к другой. Протоколы транспортного уровня часто имеют функцию контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных.

Сетевой уровень (англ.

Network layer)

3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.

Описать работу протоколов с установкой соединения можно на примере работы обычного телефона. Протоколы этого класса начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.

Протоколы без установки соединения, которые посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете, работают аналогично почтовой системе. Каждое письмо или пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждый промежуточный почтамт или сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена. За установку данных в соответствующем порядке при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.

Канальный уровень (англ.

Data Link layer)

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты.

В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI,

Физический уровень (англ.

Physical layer)

Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.

На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232C, RJ-45, разъемы BNC.

Модель OSI и реальные протоколы

Семиуровневая модель OSI является теоретической, и содержит ряд недоработок. Были попытки строить сети в точном соответствии с моделью OSI, но созданные таким образом сети были дорогими, ненадёжными и неудобными в эксплуатации. Реальные сетевые протоколы, используемые в существующих сетях, вынуждены отклоняться от неё, обеспечивая непредусмотренные возможности, поэтому привязка некоторых из них к уровням OSI является несколько условной: некоторые протоколы занимают несколько уровней модели OSI, функции обеспечения надёжности реализованы на нескольких уровнях модели OSI.

Основная недоработка OSI — непродуманный транспортный уровень. На нём OSI позволяет обмен данными между приложениями (вводя понятие порта — идентификатора приложения), однако, возможность обмена простыми датаграммами (по типу UDP) в OSI не предусмотрена — транспортный уровень должен образовывать соединения, обеспечивать доставку, управлять потоком и т. п. (по типу TCP). Реальные же протоколы реализуют такую возможность.

Семейство TCP/IP

Семейство TCP/IP имеет три транспортных протокола: TCP, полностью соответствующий OSI, обеспечивающий проверку получения данных, UDP, отвечающий транспортному уровню только наличием порта, обеспечивающий обмен датаграммами между приложениями, не гарантирующий получения данных и ICMP, используемый для внутренних нужд обеспечения работы; остальные также не являются транспортными протоколами.)

Семейство IPX/SPX

В семействе IPX/SPX порты (называемые «сокеты» или «гнёзда») появляются в протоколе сетевого уровня IPX, обеспечивая обмен датаграммами между приложениями (операционная система резервирует часть сокетов для себя). Протокол SPX, в свою очередь, дополняет IPX всеми остальными возможностями транспортного уровня в полном соответствии с OSI.

В качестве адреса хоста IPX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера.

Модель DOD

Стек протоколов TCP/IP, использующий упрощённую четырёхуровневую модель OSI.

См. также

Источники

Александр Филимонов Построение мультисервисных сетей Ethernet, bhv, 2007 ISBN 978-5-9775-0007-4
Руководство по технологиям объединенных сетей //cisco systems , 4-е издание, Вильямс 2005 ISBN 584590787X

В чем разница между уровнем канала передачи данных и уровнем канала передачи данных?

В чем разница между уровнем канала передачи данных и уровнем канала передачи данных? Они имеют в виду одно и то же?

networking

protocols

data-link-layer

Поделиться

Источник

Celeritas

22 октября 2012 в 07:41

3 ответа

В рамках модели TCP/IP ( Internet Protocol Suite ) уровень канала передачи данных OSI, в дополнение к другим компонентам, содержится в самом нижнем слое TCP/IP’s, канальном слое . Уровень канала Интернет-протокола касается только аппаратных проблем, вплоть до получения аппаратных адресов для определения местоположения хостов в физическом сетевом канале и передачи кадров данных по каналу. Таким образом, уровень связи является более широким по охвату и охватывает все методы, влияющие на локальную связь, которая представляет собой группу соединений, ограниченных по охвату другими узлами в локальной сети доступа.

Канальный уровень является самым низким компонентным уровнем интернет-протоколов, поскольку TCP/IP предназначен для аппаратной независимости. В то время как уровень канала передачи данных является 2-м уровнем модели OSI.

Поделиться

Jainendra

22 октября 2012 в 07:47

Уровень канала передачи данных: Уровень канала передачи данных обрабатывает связь
между системами в одной локальной сети.

Уровень связи:
Уровень связи-это связь между физической и логической сетью.

Поделиться

brightboy2004

22 октября 2012 в 07:54

Несмотря на различную семантику наслоения в TCP/IP и OSI, уровень канала часто описывается как комбинация уровня канала передачи данных и физического уровня в стеке протоколов соединения открытых систем (OSI).

Канальный уровень модели TCP/IP часто сравнивается непосредственно с комбинацией канального уровня данных и физического уровня в стеке протоколов соединения открытых систем (OSI). Хотя они в некоторой степени совпадают в техническом охвате протоколов, они не идентичны . Уровень связи в TCP/IP по-прежнему шире по охвату и в принципе представляет собой другую концепцию и терминологию классификации.

Источник: Википедия

Поделиться

Sunny

22 октября 2012 в 07:56

Представительный уровень модели osi. Сетевая модель OSI (Open System Interconnection)

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.

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.

взаимодействия открытых систем. Иными словами — это определённый стандарт, по которому действуют сетевые технологии.

Упомянутая система состоит из семи уровней модели OSI.

Каждый протокол работает с протоколами своего уровня либо уровнем ниже, либо выше от себя.

Каждый уровень оперирует определённым типом данных:

Физический — бит;
Канальный — кадр;
Сетевой — пакет;
Транспортный —
сегменты/дейтаграммы;
Сеансовый — сеанс;
Представительский — поток;
Прикладной — данные

Уровни модели OSI

Прикладной уровень (

application layer

)

Это самый верхний уровень сетевой модели OSI
. Его ещё называют уровень приложений. Предназначен для взаимодействия пользователя с сетью. Уровень предоставляет приложениям возможность использования различных сетевых служб.

Функции:

удалённый доступ;
почтовый сервис;
формирование запросов к следующему уровню (уровень представления
)

Сетевые протоколы уровня:

BitTorrent
HTTP
SMTP
SNMP
TELNET

Уровень представления (

presentation layer

)

Функции:

сжатие/распаковка данных;
кодирование/декодирование данных;
перенаправление запросов

Сетевые протоколы уровня
:

Сеансовый уровень (

session layer

)

Этот уровень сетевой модели OSI
отвечает за поддержание сеанса связи. Благодаря данному уровню приложения могут взаимодействовать друг с другом на протяжении долгого времени.

Функции:

предоставление прав
создание/приостановление/восстановление/завершение связи

Сетевые протоколы уровня
:

ISO-SP
L2TP
NetBIOS
PPTP
SMPP

Транспортный уровень (

transport layer

)

Сетевые протоколы уровня:

Сетевой уровень (

network layer

)

Данный уровень сетевой модели OSI
отвечает за определение наилучшего и кратчайшего маршрута для передачи данных.

Функции:

присвоение адреса
отслеживание коллизий
определение маршрута
коммутация

Сетевые протоколы уровня:

IPv4/IPv6
CLNP
IPsec
RIP
OSPF

Канальный уровень (

Data Link layer

)

Функции:

адресация на уровне аппаратного обеспечения
контроль за ошибками
исправление ошибок

Сетевые протоколы уровня:

SLIP
LAPD
IEEE 802.11 wireless LAN,
FDDI
ARCnet

Физический уровень (

physical layer

)

«, расположен на каком то сервере, интерфейсы которого тоже передают какой нибудь электрический сигнал по кабелям и проводам.

Функции:

определение вида передачи данных
передача данных

Сетевые протоколы уровня:

IEEE 802.15 (Bluetooth)
802.11Wi-Fi
GSMUm radio interface
ITU и
ITU-T
EIARS-232

Таблица 7-и уровневой модели OSI

Модель OSI
Тип данных	Уровень	Функции
Данные	Прикладной	Доступ к сетевым службам
Поток	Представительский	Представление и шифрование данных
Сеансы	Сеансовый	Управление сеансом связи
Сегменты/Дейтаграммы	Транспортный	Прямая связь между конечными пунктами и надежность
Пакеты	Сетевой	Определение маршрута и логическая адресация
Кадры	Канальный	Физическая адресация
Биты	Физический	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

Для согласования работы устройств сети от разных производителей, обеспечения взаимодействия сетей, которые используют различную среду распространения сигнала создана эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС). Эталонная модель построена по иерархическому принципу. Каждый уровень обеспечивает сервис вышестоящему уровню и пользуется услугами нижестоящего уровня.

Обработка данных начинается с прикладного уровня. После этого, данные проходят через все уровни эталонной модели, и через физический уровень отправляются в канал связи. На приеме происходит обратная обработка данных.

В эталонной модели OSI вводятся два понятия: протокол
и интерфейс
.

Протокол – это набор правил, на основе которых взаимодействуют уровни различных открытых систем.

Интерфейс – это совокупность средств и методов взаимодействия между элементами открытой системы.

Протокол определяет правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, а интерфейс – модулей соседних уровней в одном узле.

Всего существует семь уровней эталонной модели OSI. Стоит отметить, что в реальных стеках используется меньше уровней. Например, в популярном TCP/IP используется всего четыре уровня. Почему так? Объясним чуть позже. А сейчас рассмотрим каждый из семи уровней в отдельности.

Уровни модели OSI:

Физический уровень. Определяет вид среды передачи данных, физические и электрические характеристики интерфейсов, вид сигнала. Этот уровень имеет дело с битами информации. Примеры протоколов физического уровня: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
Канальный уровень. Отвечает за доступ к среде передачи, исправление ошибок, надежную передачу данных. На приеме
полученные с физического уровня данные упаковываются в кадры после чего проверяется их целостность. Если ошибок нет, то данные передаются на сетевой уровень. Если ошибки есть, то кадр отбрасывается и формируется запрос на повторную передачу. Канальный уровень подразделяется на два подуровня: MAC (Media Access Control) и LLC (Locical Link Control). MAC регулирует доступ к разделяемой физической среде. LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На канальном уровне работают коммутаторы. Примеры протоколов: Ethernet, PPP.
Сетевой уровень. Его основными задачами являются маршрутизация – определение оптимального пути передачи данных, логическая адресация узлов. Кроме того, на этот уровень могут быть возложены задачи по поиску неполадок в сети (протокол ICMP). Сетевой уровень работает с пакетами. Примеры протоколов: IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
Транспортный уровень. Предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. Выполняет сквозной контроль передачи данных от отправителя до получателя. Примеры протоколов: TCP, UDP.
Сеансовый уровень. Управляет созданием/поддержанием/завершением сеанса связи. Примеры протоколов: L2TP, RTCP.
Представительский уровень. Осуществляет преобразование данных в нужную форму, шифрование/кодирование, сжатие.
Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие между пользователем и сетью. Взаимодействует с приложениями на стороне клиента. Примеры протоколов: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

После знакомства со эталонной моделью, рассмотрим стек протоколов TCP/IP.

В модели TCP/IP определено четыре уровня. Как видно из рисунка выше – один уровень TCP/IP может соответствовать нескольким уровням модели OSI.

Уровни модели TCP/IP:

Уровень сетевых интерфейсов. Соответствует двум нижним уровням модели OSI: канальному и физическому. Исходя из этого, понятно, что данный уровень определяет характеристики среды передачи (витая пара, оптическое волокно, радиоэфир), вид сигнала, способ кодирования, доступ к среде передачи, исправление ошибок, физическую адресацию (MAC-адреса). В модели TCP/IP на этом уровне работает протокол Ethrnet и его производные (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
Уровень межсетевого взаимодействия. Соответствует сетевому уровню модели OSI. Берет на себя все его функции: маршрутизацию, логическую адресация (IP-адреса). На данном уровне работает протокол IP.
Транспортный уровень. Соответствует транспортному уровню модели OSI. Отвечает за доставку пакетов от источника до получателя. На данному уровне задействуется два протокола: TCP и UDP. TCP является более надежным, чем UDP за счет создания предварительного соединения, запросов на повторную передачу при возникновении ошибок. Однако, в то же время, TCP более медленный, чем UDP.
Прикладной уровень. Его главная задача – взаимодействие с приложениями и процессами на хостах. Примеры протоколов: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Инкапсуляция – это метод упаковки пакета данных, при котором независимые друг от друга служебные заголовки пакета абстрагируются от заголовков нижестоящих уровней путем их включения в вышестоящие уровни.

Рассмотрим на конкретном примере. Пусть мы хотим попасть с компьютера на сайт. Для этого наш компьютер должен подготовить http-запрос на получение ресурсов веб-сервера, на котором хранится нужная нам страница сайта. На прикладном уровне к данным (Data) браузера добавляется HTTP-заголовок. Далее на транспортном уровне к нашему пакету прибавляется TCP-заголовок, содержащий номера портов отправителя и получателя (80 порт – для HTTP). На сетевом уровне формируется IP-заголовок, содержащий IP-адреса отправителя и получателя. Непосредственно перед передачей, на канальном уровне добавляется Ethrnet-заголовок, который содержит физические (MAC-адреса) отправителя и получателя. После всех этих процедур пакет в виде битов информации передается по сети. На приеме происходит обратная процедура. Web-сервер на каждом уровне будет проверять соответствующий заголовок. Если проверка прошла удачно, то заголовок отбрасывается и пакет переходит на верхний уровень. В противном случае весь пакет отбрасывается.

Подписывайтесь на нашу

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

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

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

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

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

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

Задачи компьютера ОТПРАВИТЕЛЯ:

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

Задачи компьютера ПОЛУЧАТЕЛЯ:

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

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

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

Разберем их подробнее.

7. Прикладной уровень (Application Layer)

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

6. Уровень представления (Presentation Layer)

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

5. Сеансовый уровень (Session Layer)

У него много задач.

Установить сеанс связи с получателем. ПО предупреждает компьютер-получатель о том, что сейчас ему будут отправлены данные.
Здесь же происходит распознавание имен и защита:
идентификация — распознавание имен
аутентификация — проверка по паролю
регистрация — присвоение полномочий
Реализация того, какая из сторон осуществляет передачу информации и как долго это будет происходить.
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.
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.

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
Транспортный (по OSI то же самое) — это уже описанные выше TCP и UDP.
Межсетевой (по OSI — сетевой) — это протокол IP
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.

Сетевая
модель OSI

(англ.open

systems

interconnection

basic

reference

model
—
базовая эталонная
модельвзаимодействия открытых
систем) -сетевая
модельстекасетевых
протоколовOSI/ISO.

В
связи с затянувшейся разработкой
протоколов OSI, в настоящее время основным
используемым стеком протоколов является
TCP/IP, он был
разработан ещё до принятия модели OSI и
вне связи с ней.

Модель OSI
Тип данных	Уровень (layer)	Функции
	7. Прикладной (application)	Доступ к сетевым службам
	6. Представительский (presentation)	Представление и шифрование данных
	5. Сеансовый (session)	Управление сеансом связи
Сегменты / Дейтаграммы	4. Транспортный (transport)	Прямая связь между конечными пунктами и надежность
	3. Сетевой (network)	Определение маршрута и логическая адресация
	2. Канальный (data link)	Физическая адресация
	1. Физический (physical)	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

Уровни модели osi

В
литературе наиболее часто принято
начинать описание уровней модели OSI с
7-го уровня, называемого прикладным, на
котором пользовательские приложения
обращаются к сети. Модель OSI заканчивается
1-м уровнем — физическим, на котором
определены стандарты, предъявляемые
независимыми производителями к средам
передачи данных:

тип
передающей среды (медный кабель,
оптоволокно, радиоэфир и др.),

тип
модуляции сигнала,

сигнальные
уровни логических дискретных состояний
(нуля и единицы).

Любой
протокол модели OSI должен взаимодействовать
либо с протоколами своего уровня, либо
с протоколами на единицу выше и/или ниже
своего уровня. Взаимодействия с
протоколами своего уровня называются
горизонтальными, а с уровнями на единицу
выше или ниже — вертикальными. Любой
протокол модели OSI может выполнять
только функции своего уровня и не может
выполнять функций другого уровня, что
не выполняется в протоколах альтернативных
моделей.

Каждому
уровню с некоторой долей условности
соответствует свой операнд — логически
неделимый элемент данных,
которым на отдельном уровне можно
оперировать в рамках модели и используемых
протоколов:
на физическом уровне мельчайшая единица —
бит, на канальном уровне информация
объединена в кадры, на сетевом — в
пакеты (датаграммы), на транспортном —
в сегменты. Любой фрагмент данных,
логически объединённых для передачи —
кадр, пакет, датаграмма — считается
сообщением. Именно сообщения в общем
виде являются операндами сеансового,
представительского и прикладного
уровней.

К
базовым сетевым технологиям относятся
физический и канальный уровни.

Прикладной
уровень

Прикладной
уровень (уровень приложений) — верхний
уровень модели, обеспечивающий
взаимодействие пользовательских
приложений с сетью:

позволяет
приложениям использовать сетевые
службы:

удалённый
доступ к файлам и базам данных,
пересылка
электронной почты;

отвечает
за передачу служебной информации;

предоставляет
приложениям информацию об ошибках;

формирует
запросы к уровню представления.

Протоколы
прикладного
уровня:
RDP HTTP (HyperText
Transfer Protocol), SMTP (Simple
Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple
Network Management Protocol), POP3 (Post
Office Protocol Version 3), FTP (File
Transfer Protocol), XMPP, OSCAR,Modbus,
SIP,TELNETи
другие.

Представительский
уровень

Представительский
уровень (уровень представления;
англ.presentation

layer
)
обеспечивает преобразование протоколов
и шифрование/дешифрование данных.
Запросы приложений, полученные с
прикладного уровня, на уровне представления
преобразуются в формат для передачи по
сети, а полученные из сети данные
преобразуются в формат приложений. На
этом уровне может осуществляться
сжатие/распаковка или кодирование/декодирование
данных, а также перенаправление запросов
другому сетевому ресурсу, если они не
могут быть обработаны локально.

Уровень
представлений обычно представляет
собой промежуточный протокол для
преобразования информации из соседних
уровней. Это позволяет осуществлять
обмен между приложениями на разнородных
компьютерных системах прозрачным для
приложений образом. Уровень представлений
обеспечивает форматирование и
преобразование кода. Форматирование
кода используется для того, чтобы
гарантировать приложению поступление
информации для обработки, которая имела
бы для него смысл. При необходимости
этот уровень может выполнять перевод
из одного формата данных в другой.

Уровень
представлений имеет дело не только с
форматами и представлением данных, он
также занимается структурами данных,
которые используются программами. Таким
образом, уровень 6 обеспечивает организацию
данных при их пересылке.

Чтобы
понять, как это работает, представим,
что имеются две системы. Одна использует
для представления данных расширенный
двоичный код обмена информацией EBCDIC,
например, это может бытьмейнфреймкомпанииIBM,
а другая — американский стандартный
код обмена информациейASCII(его используют большинство других
производителей компьютеров). Если этим
двум системам необходимо обменяться
информацией, то нужен уровень представлений,
который выполнит преобразование и
осуществит перевод между двумя различными
форматами.

Другой
функцией, выполняемой на уровне
представлений, является шифрование
данных, которое применяется в тех
случаях, когда необходимо защитить
передаваемую информацию от приема
несанкционированными получателями.
Чтобы решить эту задачу, процессы и
коды, находящиеся на уровне представлений,
должны выполнить преобразование данных.

Стандарты
уровня представлений также определяют
способы представления графических
изображений. Для этих целей может
использоваться формат PICT-
формат изображений, применяемый для
передачи графики QuickDraw между программами.
Другим форматом представлений является
тэгированный формат файлов изображенийTIFF, который
обычно используется для растровых
изображений с высокимразрешением.
Следующим стандартом уровня представлений,
который может использоваться для
графических изображений, является
стандартJPEG.

Существует
другая группа стандартов уровня
представлений, которая определяет
представление звука и кинофрагментов.
Сюда входят интерфейс электронных
музыкальных инструментов (MIDI)
для цифрового представления музыки,
разработанный Экспертной группой по
кинематографии стандартMPEG.

Протоколы
уровня
представления:
AFP — Apple
Filing Protocol, ICA -Independent
Computing Architecture, LPP — Lightweight Presentation
Protocol, NCP -NetWare
Core Protocol, NDR -Network
Data Representation, XDR -eXternal
Data Representation, X.25 PAD -Packet
Assembler/Disassembler Protocol.

Сеансовый
уровень

Сеансовый
уровень (англ.session

layer
)
модели обеспечивает поддержание сеанса
связи, позволяя приложениям взаимодействовать
между собой длительное время. Уровень
управляет созданием/завершением сеанса,
обменом информацией, синхронизацией
задач, определением права на передачу
данных и поддержанием сеанса в периоды
неактивности приложений.

Протоколы
сеансового
уровня:
ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO
8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Password
Authentication Protocol), PPTP, RPC, RTCP, SMPP, SCP (Session
Control Protocol), ZIP (Zone
Information Protocol), SDP (Sockets
Direct Protocol)..

Транспортный
уровень

Транспортный
уровень (англ.transport

layer
)
модели предназначен для обеспечения
надёжной передачи данных от отправителя
к получателю. При этом уровень надёжности
может варьироваться в широких пределах.
Существует множество классов протоколов
транспортного уровня, начиная от
протоколов, предоставляющих только
основные транспортные функции (например,
функции передачи данных без подтверждения
приема), и заканчивая протоколами,
которые гарантируют доставку в пункт
назначения нескольких пакетов данных
в надлежащей последовательности,
мультиплексируют несколько потоков
данных, обеспечивают механизм управления
потоками данных и гарантируют достоверность
принятых данных. Например, UDPограничивается контролем целостности
данных в рамках одной датаграммы и не
исключает возможности потери пакета
целиком или дублирования пакетов,
нарушения порядка получения пакетов
данных;TCPобеспечивает надёжную непрерывную
передачу данных, исключающую потерю
данных или нарушение порядка их
поступления или дублирования, может
перераспределять данные, разбивая
большие порции данных на фрагменты и,
наоборот, склеивая фрагменты в один
пакет.

Протоколы
транспортного уровня: ATP,
CUDP,
DCCP,
FCP,
IL,
NBF,
NCP,
RTP,
SCTP,
SPX,
SST,
TCP
(Transmission
Control
Protocol),
UDP
(User
Datagram
Protocol).

Сетевой
уровень

Сетевой
уровень (англ.network

layer
)
модели предназначен для определения
пути передачи данных. Отвечает за
трансляцию логических адресов и имён
в физические, определение кратчайших
маршрутов, коммутацию и маршрутизацию,
отслеживание неполадок и «заторов» в
сети.

Протоколы
сетевого уровня маршрутизируют данные
от источника к получателю. Работающие
на этом уровне устройства (маршрутизаторы)
условно называют устройствами третьего
уровня (по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы
сетевого уровня: IP/IPv4/IPv6 (Internet
Protocol), IPX, X.25, CLNP (сетевой протокол без
организации соединений), IPsec (Internet
Protocol Security). Протоколы маршрутизации —
RIP,
OSPF.

Канальный
уровень

Канальный
уровень (англ.data

link

layer
)
предназначен для обеспечения взаимодействия
сетей по физическому уровню и контролем
над ошибками, которые могут возникнуть.
Полученные с физического уровня данные,
представленные в битах, он упаковывает
в кадры,
проверяет их на целостность и, если
нужно, исправляет ошибки (формирует
повторный запрос поврежденного кадра)
и отправляет на сетевой уровень. Канальный
уровень может взаимодействовать с одним
или несколькими физическими уровнями,
контролируя и управляя этим взаимодействием.

Спецификация
IEEE 802разделяет этот уровень на два подуровня:MAC(англ.media

access

control
)
регулирует доступ к разделяемой
физической среде, LLC(англ.logical
link control
)
обеспечивает обслуживание сетевого
уровня.

На
этом уровне работают коммутаторы,мостыи другие устройства. Эти устройства
используют адресацию второго уровня
(по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы
канального
уровня-
ARCnet,ATMEthernet,Ethernet
Automatic Protection Switching(EAPS),IEEE
802.2,IEEE
802.11wireless
LAN,LocalTalk,
(MPLS),Point-to-Point
Protocol(PPP),Point-to-Point
Protocol over Ethernet(PPPoE),StarLan,Token ring,Unidirectional
Link Detection(UDLD),x.25.

Физический
уровень

Физический
уровень (англ.physical

layer
) —
нижний уровень модели, который определяет
метод передачи данных, представленных
в двоичном виде, от одного устройства
(компьютера) к другому. Осуществляют
передачу электрических или оптических
сигналов в кабель или в радиоэфир и,
соответственно, их приём и преобразование
в биты данных в соответствии с методами
кодирования цифровых сигналов.

На
этом уровне также работают концентраторы,повторителисигнала имедиаконвертеры.

Функции
физического уровня реализуются на всех
устройствах, подключенных к сети. Со
стороны компьютера функции физического
уровня выполняются сетевым адаптером
или последовательным портом. К физическому
уровню относятся физические, электрические
и механические интерфейсы между двумя
системами. Физический уровень определяет
такие виды сред передачи данных как
оптоволокно,витая
пара,коаксиальный
кабель, спутниковый канал передач
данных и т. п. Стандартными типами
сетевых интерфейсов, относящимися к
физическому уровню, являются:V.35,RS-232,RS-485,
RJ-11,RJ-45,
разъемыAUIиBNC.

Протоколы
физического уровня: IEEE
802.15 (Bluetooth),IRDA,EIARS-232,EIA-422,EIA-423,RS-449,RS-485,DSL,ISDN,SONET/SDH,802.11Wi-Fi,Etherloop,GSMUm
radio interface,ITUиITU-T,TransferJet,ARINC
818,G.hn/G.9960.

Семейство
TCP/IP

Семейство
TCP/IPимеет
три транспортных протокола: TCP, полностью
соответствующий OSI, обеспечивающий
проверку получения данных;UDP,
отвечающий транспортному уровню только
наличием порта, обеспечивающий обмендатаграммамимежду приложениями, не гарантирующий
получения данных; иSCTP,
разработанный для устранения некоторых
недостатков TCP, в который добавлены
некоторые новшества. (В семействе TCP/IP
есть ещё около двухсот протоколов, самым
известным из которых является служебный
протоколICMP,
используемый для внутренних нужд
обеспечения работы; остальные также не
являются транспортными протоколами).

Семейство
IPX/SPX

В
семействе IPX/SPXпорты (называемые сокетами или гнёздами)
появляются в протоколе сетевого уровня
IPX, обеспечивая обмендатаграммамимежду приложениями (операционная система
резервирует часть сокетов для себя).
Протокол SPX, в свою очередь, дополняет
IPX всеми остальными возможностями
транспортного уровня в полном соответствии
с OSI.

В
качестве адреса хоста IPX использует
идентификатор, образованный из
четырёхбайтного номера сети (назначаемого
маршрутизаторами)
и MAC-адреса сетевого адаптера.

Модель TCP/IP (5 уровней)

Прикладной
(5) уровень (Application Layer)

или уровень приложений обеспечивает
услуги, непосредственно поддерживающие
приложения пользователя, например,
программные средства передачи файлов,
доступа к базам данных, средства
электронной почты, службу регистрации
на сервере. Этот уровень управляет
всеми остальными уровнями. Например,
если пользователь работает с электронными
таблицами Excel и решает сохранить рабочий
файл в своей директории на сетевом
файл-сервере, то прикладной уровень
обеспечивает перемещение файла с
рабочего компьютера на сетевой диск
прозрачно для пользователя.

Транспортный
(4) уровень (Transport Layer)

обеспечивает доставку пакетов без
ошибок и потерь, а также в нужной
последовательности. Здесь же производится
разбивка на блоки передаваемых данных,
помещаемые в пакеты, и восстановление
принимаемых данных из пакетов. Доставка
пакетов возможна как с установлением
соединения (виртуального канала), так
и без. Транспортный уровень является
пограничным и связующим между верхними
тремя, сильно зависящими от приложений,
и тремя нижними уровнями, сильно
привязанными к конкретной сети.

Сетевой
(3) уровень (Network Layer)

отвечает за адресацию пакетов и перевод
логических имен (логических адресов,
например, IP-адресов или IPX-адресов) в
физические сетевые MAC-адреса (и обратно).
На этом же уровне решается задача выбора
маршрута (пути), по которому пакет
доставляется по назначению (если в сети
имеется несколько маршрутов). На сетевом
уровне действуют такие сложные
промежуточные сетевые устройства, как
маршрутизаторы.

Канальный
(2) уровень или уровень управления линией
передачи (Data link Layer)

отвечает за формирование пакетов
(кадров) стандартного для данной сети
(Ethernet, Token-Ring, FDDI) вида, включающих
начальное и конечное управляющие поля.
Здесь же производится управление
доступом к сети, обнаруживаются ошибки
передачи путем подсчета контрольных
сумм, и производится повторная пересылка
приемнику ошибочных пакетов. Канальный
уровень делится на два подуровня:
верхний LLC и нижний MAC. На канальном
уровне работают такие промежуточные
сетевые устройства, как, например,
коммутаторы.

Физический
(1) уровень (Physical Layer)

– это самый нижний уровень модели,
который отвечает за кодирование
передаваемой информации в уровни
сигналов, принятые в используемой среде
передачи, и обратное декодирование.
Здесь же определяются требования к
соединителям, разъемам, электрическому
согласованию, заземлению, защите от
помех и т.д. На физическом уровне работают
такие сетевые устройства, как трансиверы,
репитеры и репитерные концентраторы.

Модель osi транспортный сетевой канальный. Что такое сетевая модель OSI. Уровни модели OSI

В сегодняшней статье я хочу вернуться к основам, и расскажу о модели взаимодействия открытых систем OSI
. Данный материал будет полезен начинающим системным администраторам и всем тем, кто интересуется построением компьютерных сетей.

Все составляющие сети, начиная со среды передачи данных и заканчивая оборудованием, функционируют и взаимодействуют друг с другом согласно своду правил, которые описаны в так называемой модели взаимодействия открытых систем
.

Модель взаимодействия открытых систем OSI
(Open System Interconnection) разработана международной организацией по стандартам ISO (Inernational Standarts Organization).

Согласно модели OSI, данные, передаваемые от источника к адресату, проходят семь уровней

. На каждом уровне выполняется определенная задача, что в итоге не только гарантирует доставку данных в конечный пункт, но и делает их передачу независимой от применяемых для этого средств. Таким образом, достигается совместимость между сетями с разными топологиями и сетевым оборудованием.

Разделение всех сетевых средств по уровням упрощает их разработку и применение. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает. Первые три уровня модели OSI (физический, канальный, сетевой
) тесно связаны с сетью и используемым сетевым оборудованием. Последние три уровня (сеансовый, уровень представления данных, прикладной
) реализуются средствами операционной системы и прикладных программ. Транспортный уровень
выступает в качестве посредника между этими двумя группами.

Перед пересылкой через сеть, данные разбиваются на пакеты

, т.е. порции информации, организованные определенным образом, чтобы они были понятны принимающим и передающим устройствам. При отправке данных пакет последовательно обрабатывается средствами всех уровней модели OSI, начиная с прикладного и заканчивая физическим. На каждом уровне к пакету добавляется управляющая информация данного уровня (называемая заголовком пакета

), которая необходима для успешной передачи данных по сети.

В результате это сетевое послание начинает напоминать многослойный бутерброд, который должен быть “съедобным” для получившего его компьютера. Для этого необходимо придерживаться определенных правил обмена данными между сетевыми компьютерами. Такие правила получили названия протоколов

.

На принимающей стороне пакет проходит обработку средствами всех уровней модели OSI в обратном порядке, начиная с физического и заканчивая прикладным. На каждом уровне соответствующие средства, руководствуясь протоколом уровня, читают информацию пакета, затем удаляют информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передают пакет средствами следующего уровня. Когда пакет дойдет до прикладного уровня, вся управляющая информация будет удалена из пакета, и данные примут свой первоначальный вид.

Теперь рассмотрим работу каждого уровня модели OSI подробнее:

Физический уровень

– самый нижний, за ним находится непосредственно канал связи, через который осуществляется передача информации. Он участвует в организации связи, учитывая особенности среды передачи данных. Так, он содержит все сведения о среде передачи данных: уровень и частоту сигнала, наличие помех, уровень затухания сигнала, сопротивление канала и т.д. Кроме того, именно он отвечает за передачу потока информации и преобразование ее в соответствии с существующими методами кодирования. Работа физического уровня изначально возлагается на сетевое оборудование.
Стоит отметить, что именно с помощью физического уровня определяется проводная и беспроводная сеть. В первом случае в качестве физической среды используется кабель, во втором – любой вид беспроводной связи, например радиоволны или инфракрасное излучение.

Канальный уровень

выполняет самую сложную задачу – обеспечивает гарантированную передачу данных с помощью алгоритмов физического уровня и проверяет корректность полученных данных.

Прежде чем инициировать передачу данных, определяется доступность канала их передачи. Информация передается блоками, которые носят название кадров

, или фреймов

. Каждый такой кадр снабжается последовательностью бит в конце и начале блока, а также дополняется контрольной суммой. При приеме такого блока на канальный уровень получатель должен проверить целостность блока и сравнить принятую контрольную сумму с контрольной суммой, идущей в его составе. Если они совпадают, данные считаются корректными, иначе фиксируется ошибка и требуется повторная передача. В любом случае отправителю отсылается сигнал с результатом выполнения операции, и так происходит с каждым кадром. Таким образом, вторая важная задача канального уровня – проверка корректности данных.

Канальный уровень может реализовываться как аппаратно (например, с помощью коммутаторов), так и с помощью программного обеспечения (например, драйвера сетевого адаптера).

Сетевой уровень

необходим для выполнения работы по передаче данных с предварительным определением оптимального пути движения пакетов. Поскольку сеть может состоять из сегментов с разными топологиями, главная задача сетевого уровня – определить кратчайший путь, попутно преобразовывая логические адреса и имена сетевых устройств в их физическое представление. Этот процесс носит название маршрутизации

, и важность его трудно переоценить. Обладая схемой маршрутизации, которая постоянно обновляется в связи с возникновением разного рода “заторов” в сети, передача данных осуществляется в максимально короткие сроки и с максимальной скоростью.

Транспортный уровень

используется для организации надежной передачи данных, которая исключает потерю информации, ее некорректность или дублирование. При этом контролируются соблюдение правильной последовательности при передаче-получении данных, деление их на более мелкие пакеты или объединение в более крупные для сохранения целостности информации.

Сеансовый уровень

отвечает за создание, сопровождение и поддержание сеанса связи на время, необходимое для завершения передачи всего объема данных. Кроме того, он производит синхронизацию передачи пакетов, осуществляя проверку доставки и целостности пакета. В процессе передачи данных создаются специальные контрольные точки. Если при передаче-приеме произошел сбой, недостающие пакеты отправляются заново, начиная с ближайшей контрольной точки, что позволяет передать весь объем данных в максимально короткий срок, обеспечивая в целом хорошую скорость.

Уровень представления данных

(или, как его еще называют, представительский уровень

) является промежуточным, его основная задача – преобразование данных из формата для передачи по сети в формат, понятный более высокому уровню, и наоборот. Кроме того, он отвечает за приведение данных к единому формату: когда информация передается между двумя абсолютно разными сетями с разным форматом данных, то прежде, чем их обработать, необходимо привести их к такому виду, который будет понятен как получателю, так и отправителю. Именно на этом уровне применяются алгоритмы шифрования и сжатия данных.

Прикладной уровень

– последний и самый верхний в модели OSI. Отвечает за связь сети с пользователями – приложениями, которым требуется информация от сетевых служб всех уровней. С его помощью можно узнать все, что происходило в процессе передачи данных, а также информацию об ошибках, возникших в процессе их передачи. Кроме того, данный уровень обеспечивает работу всех внешних процессов, осуществляемых за счет доступа к сети – баз данных, почтовых клиентов, менеджеров загрузки файлов и т.д.

На просторах сети интернет я нашел картинку, на которой неизвестный автор представил сетевую модель OSI
в виде бургера. Считаю, это очень запоминающийся образ. Если вдруг в какой-то ситуации (например, на собеседовании при устройстве на работу) вам понадобиться по памяти перечислить все семь уровней модели OSI в правильном порядке – просто вспомните данную картинку, и это вам поможет. Для удобства я перевел названия уровней с английского на русский язык:На сегодня это всё. В следующей статье я продолжу тему и расскажу про .

Упомянутая система состоит из семи уровней модели OSI.

Каждый протокол работает с протоколами своего уровня либо уровнем ниже, либо выше от себя.

Каждый уровень оперирует определённым типом данных:

Физический — бит;
Канальный — кадр;
Сетевой — пакет;
Транспортный —
сегменты/дейтаграммы;
Сеансовый — сеанс;
Представительский — поток;
Прикладной — данные

Уровни модели OSI

Прикладной уровень (

application layer

)

Это самый верхний уровень сетевой модели OSI
. Его ещё называют уровень приложений. Предназначен для взаимодействия пользователя с сетью. Уровень предоставляет приложениям возможность использования различных сетевых служб.

Функции:

удалённый доступ;
почтовый сервис;
формирование запросов к следующему уровню (уровень представления
)

Сетевые протоколы уровня:

BitTorrent
HTTP
SMTP
SNMP
TELNET

Уровень представления (

presentation layer

)

Функции:

сжатие/распаковка данных;
кодирование/декодирование данных;
перенаправление запросов

Сетевые протоколы уровня
:

Сеансовый уровень (

session layer

)

Этот уровень сетевой модели OSI
отвечает за поддержание сеанса связи. Благодаря данному уровню приложения могут взаимодействовать друг с другом на протяжении долгого времени.

Функции:

предоставление прав
создание/приостановление/восстановление/завершение связи

Сетевые протоколы уровня
:

ISO-SP
L2TP
NetBIOS
PPTP
SMPP

Транспортный уровень (

transport layer

)

Сетевые протоколы уровня:

Сетевой уровень (

network layer

)

Данный уровень сетевой модели OSI
отвечает за определение наилучшего и кратчайшего маршрута для передачи данных.

Функции:

присвоение адреса
отслеживание коллизий
определение маршрута
коммутация

Сетевые протоколы уровня:

IPv4/IPv6
CLNP
IPsec
RIP
OSPF

Канальный уровень (

Data Link layer

)

Функции:

адресация на уровне аппаратного обеспечения
контроль за ошибками
исправление ошибок

Сетевые протоколы уровня:

SLIP
LAPD
IEEE 802.11 wireless LAN,
FDDI
ARCnet

Физический уровень (

physical layer

)

Функции:

определение вида передачи данных
передача данных

Сетевые протоколы уровня:

IEEE 802.15 (Bluetooth)
802.11Wi-Fi
GSMUm radio interface
ITU и
ITU-T
EIARS-232

Таблица 7-и уровневой модели OSI

Модель OSI
Тип данных	Уровень	Функции
Данные	Прикладной	Доступ к сетевым службам
Поток	Представительский	Представление и шифрование данных
Сеансы	Сеансовый	Управление сеансом связи
Сегменты/Дейтаграммы	Транспортный	Прямая связь между конечными пунктами и надежность
Пакеты	Сетевой	Определение маршрута и логическая адресация
Кадры	Канальный	Физическая адресация
Биты	Физический	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

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.

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)

5. Сеансовый уровень (Session Layer)

У него много задач.

Установить сеанс связи с получателем. ПО предупреждает компьютер-получатель о том, что сейчас ему будут отправлены данные.
Здесь же происходит распознавание имен и защита:
идентификация — распознавание имен
аутентификация — проверка по паролю
регистрация — присвоение полномочий
Реализация того, какая из сторон осуществляет передачу информации и как долго это будет происходить.
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.
Сегментация — разбивка большого блока на маленькие пакеты.

4. Транспортный уровень (Transport Layer)

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)

2. Канальный уровень (Data Link Layer)

1. Физический уровень (Transport layer)

Стеки протоколов

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
Транспортный (по OSI то же самое) — это уже описанные выше TCP и UDP.
Межсетевой (по OSI — сетевой) — это протокол IP
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.

Описание уровней сетевой модели

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

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

Модель TCP IP

Прикладной;
Транспортный;
Сетевой;
Канальный.

Надеюсь все это, Вам поможет понимать взаимодействие сетей.

В сетевой науке, как и в любой другой области знаний, существует два принципиальных подхода к обучению: движение от общего к частному и наоборот. Ну не то чтобы по жизни люди используют эти подходы в чистом виде, но все-таки на начальных этапах каждый обучающийся выбирает для себя одно из вышеозначенных направлений. Для высшей школы (по крайней мере (пост)советского образца) более характерен первый метод, для самообразования чаще всего второй: работал себе человек в сети, решал время от времени мелкие однопользовательского характера административные задачи, и вдруг захотелось ему разобраться — а как, собственно, вся эта хреновина устроена?

Но цель этой статьи — не философские рассуждения о методологии обучения. Мне хотелось бы представить вниманию начинающих сетевиков тообщее
и главное, от которого, как от печки, можно танцевать к самым навороченным частным лавочкам. Понимая семиуровневую модель OSI и научившись «узнавать» ее уровни в уже известных вам технологиях, вы без труда сможете двигаться дальше в любом избранном вами направлении сетевой отрасли. Модель OSI суть тот каркас, на который будет навешиваться любое новое знание о сетях.

Данная модель так или иначе упоминается практически в любой современной литературе по сетям, а также во многих спецификациях конкретных протоколов и технологий. Не чувствуя необходимости изобретать велосипед, я решила опубликовать отрывки из работы Н. Олифер, В. Олифер (Центр Информационных Технологий) под названием “Роль коммуникационных протоколов и функциональное назначение основных типов оборудования корпоративных сетей”, которую считаю наилучшей и исчерпывающей публикацией в на эту тему.

шеф-редактор

модель

Из того, что протокол является соглашением, принятым двумя взаимодействующими объектами, в данном случае двумя работающими в сети компьютерами, совсем не следует, что он обязательно представляет собой стандарт. Но на практике при реализации сетей стремятся использовать стандартные протоколы. Это могут быть фирменные, национальные или международные стандарты.

Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI.

В модели OSI взаимодействие делится на семь уровней или слоев (рис. 1.1). Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Таким образом, проблема взаимодействия декомпозирована на 7 частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше- и нижележащими уровнями.

Рис. 1.1. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, не касаясь приложений конечных пользователей. Приложения реализуют свои собственные протоколы взаимодействия, обращаясь к системным средствам. Следует иметь в виду, что приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI, в таком случае, при необходимости межсетевого обмена оно обращается напрямую к системным средствам, выполняющим функции оставшихся нижних уровней модели OSI.

Приложение конечного пользователя может использовать системные средства взаимодействия не только для организации диалога с другим приложением, выполняющимся на другой машине, но и просто для получения услуг того или иного сетевого сервиса, например, доступа к удаленным файлам, получение почты или печати на разделяемом принтере.

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например к файловому сервису. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, в которое помещает служебную информацию (заголовок) и, возможно, передаваемые данные. Затем это сообщение направляется представительному уровню. Представительный уровень добавляет к сообщению свой заголовок и передает результат вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок и т.д. Некоторые реализации протоколов предусматривают наличие в сообщении не только заголовка, но и концевика. Наконец, сообщение достигает самого низкого, физического уровня, который действительно передает его по линиям связи.

Когда сообщение по сети поступает на другую машину, оно последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует, обрабатывает и удаляет заголовок своего уровня, выполняет соответствующие данному уровню функции и передает сообщение вышележащему уровню.

Кроме термина «сообщение» (message) существуют и другие названия, используемые сетевыми специалистами для обозначения единицы обмена данными. В стандартах ISO для протоколов любого уровня используется такой термин как «протокольный блок данных» — Protocol Data Unit (PDU). Кроме этого, часто используются названия кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram).

Функции уровней модели ISO/OSI

Физический уровень.Этот уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, такие как требования к фронтам импульсов, уровням напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.

Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 метров, манчестерский код для представления данных на кабеле, и другие характеристики среды и электрических сигналов.

Канальный уровень.На физическом уровне просто пересылаются биты. При этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых линии связи используются (разделяются) попеременно несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). 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.

В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Хотя канальный уровень и обеспечивает доставку кадра между любыми двумя узлами локальной сети, он это делает только в сети с совершенно определенной топологией связей, именно той топологией, для которой он был разработан. К таким типовым топологиям, поддерживаемым протоколами канального уровня локальных сетей, относятся общая шина, кольцо и звезда. Примерами протоколов канального уровня являются протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.

В глобальных сетях, которые редко обладают регулярной топологией, канальный уровень обеспечивает обмен сообщениями между двумя соседними компьютерами, соединенными индивидуальной линией связи. Примерами протоколов «точка — точка» (как часто называют такие протоколы) могут служить широко распространенные протоколы PPP и LAP-B.

Сетевой уровень.Этот уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи информации между конечными узлами. Рассмотрим функции сетевого уровня на примере локальных сетей. Протокол канального уровня локальных сетей обеспечивает доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующейтиповой топологией
. Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой, например, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Для того, чтобы, с одной стороны, сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а с другой стороны, допустить использование произвольных топологий, используется дополнительный сетевой уровень. На этом уровне вводится понятие «сеть». В данном случае под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.

Таким образом, внутри сети доставка данных регулируется канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень.

Сообщения сетевого уровня принято называтьпакетами (packets)
. При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие«номер сети»
. В этом случае адрес получателя состоит из номера сети и номера компьютера в этой сети.

Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами.Маршрутизатор
— это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для того, чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач (hops) между сетями, каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

Проблема выбора наилучшего пути называетсямаршрутизацией
и ее решение является главной задачей сетевого уровня. Эта проблема осложняется тем, что самый короткий путь не всегда самый лучший. Часто критерием при выборе маршрута является время передачи данных по этому маршруту, оно зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может изменяться с течением времени. Некоторые алгоритмы маршрутизации пытаются приспособиться к изменению нагрузки, в то время, как другие принимают решения на основе средних показателей за длительное время. Выбор маршрута может осуществляться и по другим критериям, например, надежности передачи.

На сетевом уровне определяется два вида протоколов. Первый вид относится к определению правил передачи пакетов с данными конечных узлов от узла к маршрутизатору и между маршрутизаторами. Именно эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. К сетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемыхпротоколами обмена маршрутной информацией
. С помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений. Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов.

Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.

Транспортный уровень.На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное — способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, с одной стороны, тем, в какой степени задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем транспортный, уровней, а с другой стороны, этот выбор зависит от того, насколько надежной является вся система транспортировки данных в сети. Так, например, если качество каналов передачи связи очень высокое, и вероятность возникновения ошибок, не обнаруженных протоколами более низких уровней, невелика, то разумно воспользоваться одним из облегченных сервисов транспортного уровня, не обремененных многочисленными проверками, квитированием и другими приемами повышения надежности. Если же транспортные средства изначально очень ненадежны, то целесообразно обратиться к наиболее развитому сервису транспортного уровня, который работает, используя максимум средств для обнаружения и устранения ошибок — с помощью предварительного установления логического соединения, контроля доставки сообщений с помощью контрольных сумм и циклической нумерации пакетов, установления тайм-аутов доставки и т.п.

Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются программными средствами конечных узлов сети — компонентами их сетевых операционных систем. В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell.

Сеансовый уровень.Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, вместо того, чтобы начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется.

Уровень представления.Этот уровень обеспечивает гарантию того, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. При необходимости уровень представления выполняет преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а на приеме, соответственно, выполняет обратное преобразование. Таким образом, прикладные уровни могут преодолеть, например, синтаксические различия в представлении данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных сервисов. Примером протокола, работающего на уровне представления, является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

Прикладной уровень.Прикладной уровень — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называетсясообщением (message)

.

Существует очень большое разнообразие протоколов прикладного уровня. Приведем в качестве примеров хотя бы несколько наиболее распространенных реализаций файловых сервисов: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

Модель OSI представляет хотя и очень важную, но только одну из многих моделей коммуникаций. Эти модели и связанные с ними стеки протоколов могут отличаться количеством уровней, их функциями, форматами сообщений, сервисами, предоставляемыми на верхних уровнях и прочими параметрами.

Характеристика популярных стеков коммуникационных протоколов

Итак, взаимодействие компьютеров в сетях происходит в соответствии с определенными правилами обмена сообщениями и их форматами, то есть в соответствии с определенными протоколами. Иерархически организованная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Существует достаточно много стеков протоколов, широко применяемых в сетях. Это и стеки, являющиеся международными и национальными стандартами, и фирменные стеки, получившие распространение благодаря распространенности оборудования той или иной фирмы. Примерами популярных стеков протоколов могут служить стек IPX/SPX фирмы Novell, стек TCP/IP, используемый в сети Internet и во многих сетях на основе операционной системы UNIX, стек OSI международной организации по стандартизации, стек DECnet корпорации Digital Equipment и некоторые другие.

Использование в сети того или иного стека коммуникационных протоколов во многом определяет лицо сети и ее характеристики. В небольших сетях может использоваться исключительно один стек. В крупных корпоративных сетях, объединяющих различные сети, параллельно используются, как правило, несколько стеков.

В коммуникационном оборудовании реализуются протоколы нижних уровней, которые в большей степени стандартизованы, чем протоколы верхних уровней, и это является предпосылкой для успешной совместной работы оборудования различных производителей. Перечень протоколов, поддерживаемых тем или иным коммуникационным устройством, является одной из наиболее важных характеристик этого устройства.

Компьютеры реализуют коммуникационные протоколы в виде соответствующих программных элементов сетевой операционной системы, например, протоколы канального уровня, как правило, выполнены в виде драйверов сетевых адаптеров, а протоколы верхних уровней в виде серверных и клиентских компонент сетевых сервисов.

Умение хорошо работать в среде той или иной операционной системы является важной характеристикой коммуникационного оборудования. Часто можно прочитать в рекламе сетевого адаптера или концентратора, что он разрабатывался специально для работы в сети NetWare или UNIX. Это означает, что разработчики аппаратуры оптимизировали ее характеристики применительно к тем протоколам, которые используются в этой сетевой операционной системе, или к данной версии их реализации, если эти протоколы используются в различных ОС. Из-за особенностей реализации протоколов в различных ОС, в качестве одной из характеристик коммуникационного оборудования используется его сертифицированность на возможность работы в среде данной ОС.

На нижних уровнях — физическом и канальном — практически во всех стеках используются одни и те же протоколы. Это хорошо стандартизованные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру.

Протоколы сетевого и более высоких уровней существующих стандартных стеков отличаются большим разнообразием и, как правило, не соответствуют рекомендуемому моделью ISO разбиению на уровни. В частности, в этих стеках функции сеансового и представительного уровня чаще всего объединены с прикладным уровнем. Такое несоответствие связано с тем, что модель ISO появилась как результат обобщения уже существующих и реально используемых стеков, а не наоборот.

Стек OSI

Следует различать стек протоколов OSI и модель OSI. В то время, как модель OSI концептуально определяет процедуру взаимодействия открытых систем, декомпозируя задачу на 7 уровней, стандартизирует назначение каждого уровня и вводит стандартные названия уровней, стек OSI — это набор вполне конкретных спецификаций протоколов, образующих согласованный стек протоколов. Этот стек протоколов поддерживает правительство США в своей программе GOSIP. Все компьютерные сети, устанавливаемые в правительственных учреждениях после 1990 года, должны либо непосредственно поддерживать стек OSI, либо обеспечивать средства для перехода на этот стек в будущем. Тем не менее, стек OSI более популярен в Европе, а не в США, так как в Европе меньше установлено старых сетей, использующих свои собственные протоколы. В Европе также ощущается большая потребность в общем стеке, так как здесь имеется большое количество разных стран.

Это международный, независимый от производителей стандарт. Он может обеспечить взаимодействие между корпорациями, партнерами и поставщиками. Это взаимодействие осложняется из-за проблем с адресацией, именованием и безопасностью данных. Все эти проблемы в стеке OSI частично решены. Протоколы OSI требуют больших затрат вычислительной мощности центрального процессора, что делает их более подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров. Большинство организаций пока только планируют переход к стеку OSI. Из тех, кто работает в этом направлении, можно назвать Военно-морское ведомство США и сеть NFSNET. Одним из крупнейших производителей, поддерживающих OSI, является компания AT&T. Ее сеть Stargroup полностью базируется на стеке OSI.

По вполне очевидным причинам стек OSI в отличие от других стандартных стеков полностью соответствует модели взаимодействия OSI, он включает спецификации для всех семи уровней модели взаимодействия открытых систем (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Стек OSI

На
стек OSI поддерживает протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, а также протоколы LLC, X.25 и ISDN. Эти протоколы будут подробно обсуждены в других разделах пособия.

Сервисысетевого, транспортного и сеансового
уровней
также имеются в стеке OSI, однако они мало распространены. На сетевом уровне реализованы протоколы как без установления соединений, так и с установлением соединений. Транспортный протокол стека OSI в соответствии с функциями, определенными для него в модели OSI, скрывает различия между сетевыми сервисами с установлением соединения и без установления соединения, так что пользователи получают нужное качество обслуживания независимо от нижележащего сетевого уровня. Чтобы обеспечить это, транспортный уровень требует, чтобы пользователь задал нужное качество обслуживания. Определены 5 классов транспортного сервиса, от низшего класса 0 до высшего класса 4, которые отличаются степенью устойчивости к ошибкам и требованиями к восстановлению данных после ошибок.

Сервисыприкладного уровня

включают передачу файлов, эмуляцию терминала, службу каталогов и почту. Из них наиболее перспективными являются служба каталогов (стандарт Х.500), электронная почта (Х.400), протокол виртуального терминала (VT), протокол передачи, доступа и управления файлами (FTAM), протокол пересылки и управления работами (JTM). В последнее время ISO сконцентрировала свои усилия именно на сервисах верхнего уровня.

X.400

— это семейство рекомендаций Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (CCITT), в которых описываются системы пересылки электронных сообщений. На сегодняшний день рекомендации X.400 являются наиболее популярным протоколом обмена сообщениями. Рекомендации Х.400 описывают модель системы обмена сообщениями, протоколы взаимодействия между всеми компонентами этой системы, а также множество видов сообщений и возможности, которыми обладает отправитель по каждому виду отправляемых сообщений.

Рекомендации X.400 определяют следующий минимально необходимый набор услуг, предоставляемых пользователям: управление доступом, ведение уникальных системных идентификаторов сообщений, извещение о доставке или недоставке сообщения с указанием причины, индикация типа содержания сообщения, индикация преобразования содержания сообщения, временные отметки при передаче и доставке, выбор категории доставки (срочная, несрочная, нормальная), многоадресная доставка, задержанная доставка (до определенного момента времени), преобразование содержимого для взаимодействия с несовместимыми почтовыми системами, например, со службами телексной и факсимильной связей, запрос о том, доставлено ли конкретное сообщение, списки рассылки, которые могут иметь вложенную структуру, средства защиты сообщений от несанкционированного доступа, базирующиеся на асимметричной криптосистеме публичных ключей.

Целью рекомендацийX.500
является выработка стандартов глобальной справочной службы. Процесс доставки сообщения требует знания адреса получателя, что при больших размерах сетей представляет собой проблему, поэтому необходимо иметь справочную службу, помогающую получать адреса отправителей и получателей. В общем виде служба X.500 представляет собой распределенную базу данных имен и адресов. Все пользователи потенциально имеют право войти в эту базу данных, используя определенный набор атрибутов.

Над базой данных имен и адресов определены следующие операции:

чтение — получение адреса по известному имени,
запрос — получение имени по известным атрибутам адреса,
модификация, включающая удаление и добавление записей в базе данных.

Основные проблемы реализации рекомендаций X.500 проистекают из масштабности этого проекта, претендующего на роль всемирной справочной службы. Поэтому программное обеспечение, реализующее рекомендации X.500, получается весьма громоздким и предъявляет высокие требования к производительности аппаратуры.

ПротоколVT
решает проблему несовместимости различных протоколов эмуляции терминалов. Сейчас пользователю персонального компьютера, совместимого с IBM PC, для одновременной работы с компьютерами VAX, IBM 3090 и HP9000 нужно приобрести три различные программы для эмуляции терминалов различных типов и использующих разные протоколы. Если бы каждый хост-компьютер имел бы в своем составе программное обеспечение протокола эмуляции терминала ISO, то и пользователю бы понадобилась только одна программа, поддерживающая протокол VT. В своем стандарте ISO аккумулировала широко распространенные функции эмуляции терминалов.

Передача файлов — это наиболее распространенный компьютерный сервис. Доступ к файлам, как к локальным, так и к удаленным, нужен всем приложениям — текстовым редакторам, электронной почте, базам данных или программам удаленного запуска. ISO предусматривает такой сервис в протоколеFTAM
. Наряду со стандартом X.400, это наиболее популярный стандарт стека OSI. FTAM предусматривает средства для локализации и доступа к содержимому файла и включает набор директив для вставки, замены, расширения и очистки содержимого файла. FTAM также предусматривает средства для манипулирования файлом как единым целым, включая создание, удаление, чтение, открытие, закрытие файла и выбор его атрибутов.

Протокол пересылки и управления работамиJTM
позволяет пользователям пересылать работы, которые должны быть выполнены на хост-компьютере. Язык управления заданиями, который обеспечивает передачу работ, указывает хост-компьютеру, какие действия и с какими программами и файлами должны быть выполнены. Протокол JTM поддерживает традиционную пакетную обработку, обработку транзакций, ввод удаленных заданий и доступ к распределенным базам данных.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP, называемый также стеком DoD и стеком Internet, является одним из наиболее популярных и перспективных стеков коммуникационных протоколов. Если в настоящее время он распространен в основном в сетях с ОС UNIX, то реализация его в последних версиях сетевых операционных систем для персональных компьютеров (Windows NT, NetWare) является хорошей предпосылкой для быстрого роста числа установок стека TCP/IP.

Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США (Department of Defence, DoD) более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Сеть ARPA поддерживала разработчиков и исследователей в военных областях. В сети ARPA связь между двумя компьютерами осуществлялась с использованием протокола Internet Protocol (IP), который и по сей день является одним из основных в стеке TCP/IP и фигурирует в названии стека.

Большой вклад в развитие стека TCP/IP внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Широкое распространение ОС UNIX привело и к широкому распространению протокола IP и других протоколов стека. На этом же стеке работает всемирная информационная сеть Internet, чье подразделение Internet Engineering Task Force (IETF) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций RFC.

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке 1.4. Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня.

Рис. 1.4. Стек TCP / IP

Самый нижний (уровень IV

) — уровень межсетевых интерфейсов — соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных каналов это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных каналов — собственные протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP/PPP, которые устанавливают соединения типа «точка — точка» через последовательные каналы глобальных сетей, и протоколы территориальных сетей X.25 и ISDN. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня.

Следующий уровень (уровень III

) — это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей дейтаграмм с использованием различных локальных сетей, территориальных сетей X.25, линий специальной связи и т. п. В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протоколIP
, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информацииRIP
(Routing Internet Protocol) иOSPF
(Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщенийICMP
(Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизатором и шлюзом, системой-источником и системой-приемником, то есть для организации обратной связи. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

Следующий уровень (уровень II
) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачейTCP
(Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователяUDP
(User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает устойчивое виртуальное соединение между удаленными прикладными процессами. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным методом, то есть без установления виртуального соединения, и поэтому требует меньших накладных расходов, чем TCP.

Верхний уровень (уровень I
) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet и ее российской ветви РЕЛКОМ, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них, наиболее тесно связанных с тематикой данного курса.

ПротоколSNMP
(Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Проблема управления разделяется здесь на две задачи. Первая задача связана с передачей информации. Протоколы передачи управляющей информации определяют процедуру взаимодействия сервера с программой-клиентом, работающей на хосте администратора. Они определяют форматы сообщений, которыми обмениваются клиенты и серверы, а также форматы имен и адресов. Вторая задача связана с контролируемыми данными. Стандарты регламентируют, какие данные должны сохраняться и накапливаться в шлюзах, имена этих данных и синтаксис этих имен. В стандарте SNMP определена спецификация информационной базы данных управления сетью. Эта спецификация, известная как база данных MIB (Management Information Base), определяет те элементы данных, которые хост или шлюз должен сохранять, и допустимые операции над ними.

Протокол пересылки файловFTP
(File Transfer Protocol) реализует удаленный доступ к файлу. Для того, чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединений — TCP. Кроме пересылки файлов протокол, FTP предлагает и другие услуги. Так пользователю предоставляется возможность интерактивной работы с удаленной машиной, например, он может распечатать содержимое ее каталогов, FTP позволяет пользователю указывать тип и формат запоминаемых данных. Наконец, FTP выполняет аутентификацию пользователей. Прежде, чем получить доступ к файлу, в соответствии с протоколом пользователи должны сообщить свое имя и пароль.

В стеке TCP/IP протокол FTP предлагает наиболее широкий набор услуг для работы с файлами, однако он является и самым сложным для программирования. Приложения, которым не требуются все возможности FTP, могут использовать другой, более экономичный протокол — простейший протокол пересылки файловTFTP
(Trivial File Transfer Protocol). Этот протокол реализует только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем TCP, протокол без установления соединения — UDP.

Протоколtelnet
обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленной ЭВМ.

Стек IPX/SPX

Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, который она разработала для своей сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов. Протоколы Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали имя стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNS фирмы Xerox, распространенных в гораздо меньше степени, чем IPX/SPX. По количеству установок протоколы IPX/SPX лидируют, и это обусловлено тем, что сама ОС NetWare занимает лидирующее положение с долей установок в мировом масштабе примерно в 65%.

Семейство протоколов фирмы Novell и их соответствие модели ISO/OSI представлено на рисунке 1.5.

Рис. 1.5. Стек IPX / SPX

Нафизическом и канальном уровнях

в сетях Novell используются все популярные протоколы этих уровней (Ethernet, Token Ring, FDDI и другие).

Насетевом уровне

в стеке Novell работает протоколIPX
, а также протоколы обмена маршрутной информациейRIP
иNLSP
(аналог протокола OSPF стека TCP/IP). IPX является протоколом, который занимается вопросами адресации и маршрутизации пакетов в сетях Novell. Маршрутные решения IPX основаны на адресных полях в заголовке его пакета, а также на информации, поступающей от протоколов обмена маршрутной информацией. Например, IPX использует информацию, поставляемую либо протоколом RIP, либо протоколом NLSP (NetWare Link State Protocol) для передачи пакетов компьютеру назначения или следующему маршрутизатору. Протокол IPX поддерживает только дейтаграммный способ обмена сообщениями, за счет чего экономно потребляет вычислительные ресурсы. Итак, протокол IPX обеспечивает выполнение трех функций: задание адреса, установление маршрута и рассылку дейтаграмм.

Транспортному уровнюмодели OSI в стеке Novell соответствует протокол SPX, который осуществляет передачу сообщений с установлением соединений.

На верхнихприкладном, представительном и сеансовом уровнях
работают протоколы NCP и SAP. ПротоколNCP
(NetWare Core Protocol) является протоколом взаимодействия сервера NetWare и оболочки рабочей станции. Этот протокол прикладного уровня реализует архитектуру клиент-сервер на верхних уровнях модели OSI. С помощью функций этого протокола рабочая станция производит подключение к серверу, отображает каталоги сервера на локальные буквы дисководов, просматривает файловую систему сервера, копирует удаленные файлы, изменяет их атрибуты и т.п., а также осуществляет разделение сетевого принтера между рабочими станциями.

(Service Advertising Protocol) — протокол объявления о сервисе — концептуально подобен протоколу RIP. Подобно тому, как протокол RIP позволяет маршрутизаторам обмениваться маршрутной информацией, протокол SAP дает возможность сетевым устройствам обмениваться информацией об имеющихся сетевых сервисах.

Серверы и маршрутизаторы используют SAP для объявления о своих сервисных услугах и сетевых адресах. Протокол SAP позволяет сетевым устройствам постоянно корректировать данные о том, какие сервисные услуги имеются сейчас в сети. При старте серверы используют SAP для оповещения оставшейся части сети о своих услугах. Когда сервер завершает работу, то он использует SAP для того, чтобы известить сеть о прекращении действия своих услуг.

В сетях Novell серверы NetWare 3.x каждую минуту рассылают широковещательные пакеты SAP. Пакеты SAP в значительной степени засоряют сеть, поэтому одной из основных задач маршрутизаторов, выходящих на глобальные связи, является фильтрация трафика SAP-пакетов и RIP-пакетов.

Особенности стека IPX/SPX обусловлены особенностями ОС NetWare, а именно ориентацией ее ранних версий (до 4.0) на работу в локальных сетях небольших размеров, состоящих из персональных компьютеров со скромными ресурсами. Поэтому Novell нужны были протоколы, на реализацию которых требовалось минимальное количество оперативной памяти (ограниченной в IBM-совместимых компьютерах под управлением MS-DOS 640 Кбайтами) и которые бы быстро работали на процессорах небольшой вычислительной мощности. В результате, протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени хорошо работали в локальных сетях и не очень — в больших корпоративных сетях, так как слишком перегружали медленные глобальные связи широковещательными пакетами, которые интенсивно используются несколькими протоколами этого стека (например, для установления связи между клиентами и серверами).

Это обстоятельство, а также тот факт, что стек IPX/SPX является собственностью фирмы Novell и на его реализацию нужно получать у нее лицензию, долгое время ограничивали распространенность его только сетями NetWare. Однако к моменту выпуска версии NetWare 4.0, Novell внесла и продолжает вносить в свои протоколы серьезные изменения, направленные на приспособление их для работы в корпоративных сетях. Сейчас стек IPX/SPX реализован не только в NetWare, но и в нескольких других популярных сетевых ОС — SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

Стек NetBIOS/SMB

Фирмы Microsoft и IBM совместно работали над сетевыми средствами для персональных компьютеров, поэтому стек протоколов NetBIOS/SMB является их совместным детищем. Средства NetBIOS появились в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода/вывода (BIOS) IBM PC для сетевой программы PC Network фирмы IBM, которая на прикладном уровне (рис. 1.6) использовала для реализации сетевых сервисов протокол SMB (Server Message Block).

Рис. 1.6. Стек NetBIOS / SMB

ПротоколNetBIOS
работает на трех уровнях модели взаимодействия открытых систем:сетевом, транспортном и сеансовом
. NetBIOS может обеспечить сервис более высокого уровня, чем протоколы IPX и SPX, однако не обладает способностью к маршрутизации. Таким образом, NetBIOS не является сетевым протоколом в строгом смысле этого слова. NetBIOS содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспортному и сеансовому уровням, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов, так как в протоколе обмена кадрами NetBIOS не вводится такое понятие как сеть. Это ограничивает применение протокола NetBIOS локальными сетями, не разделенными на подсети. NetBIOS поддерживает как дейтаграммный обмен, так и обмен с установлением соединений.

ПротоколSMB
, соответствующий прикладному и представительному уровням модели OSI, регламентирует взаимодействие рабочей станции с сервером. В функции SMB входят следующие операции:

Управление сессиями. Создание и разрыв логического канала между рабочей станцией и сетевыми ресурсами файлового сервера.
Файловый доступ. Рабочая станция может обратиться к файл-серверу с запросами на создание и удаление каталогов, создание, открытие и закрытие файлов, чтение и запись в файлы, переименование и удаление файлов, поиск файлов, получение и установку файловых атрибутов, блокирование записей.
Сервис печати. Рабочая станция может ставить файлы в очередь для печати на сервере и получать информацию об очереди печати.
Сервис сообщений. SMB поддерживает простую передачу сообщений со следующими функциями: послать простое сообщение; послать широковещательное сообщение; послать начало блока сообщений; послать текст блока сообщений; послать конец блока сообщений; переслать имя пользователя; отменить пересылку; получить имя машины.

Из-за большого количества приложений, которые используют функции API, предоставляемые NetBIOS, во многих сетевых ОС эти функции реализованы в виде интерфейса к своим транспортным протоколам. В NetWare имеется программа, которая эмулирует функции NetBIOS на основе протокола IPX, существуют программные эмуляторы NetBIOS для Windows NT и стека TCP/IP.

для чего нужно нам сие ценное знание? (editorial)

Как-то раз задал мне один коллега каверзный вопрос. Ну вот, говорит, знаешь ты, что такое модель OSI… И для чего тебе это нужно, какая от этого знания практическая польза: разве что повыпендриваться перед чайниками? Неправда, польза от этого знания суть системный подход при решении многих пракрического свойства задач. Например:
обнаружение и устранение неполадок)

Приходит к вам как к админу(опытному сетевику) юзер(просто приятель) и говорит — у меня тут «не соединяет». Нету, говорит, сети и все тут. Начинаете разбираться. Так вот, исходя из опята наблюдения за ближними своими, я заметила, что действия человека, «не осознающего модель OSI в сердце своем», отличаются характерной хаотичностью: то провод подергает, то вдруг в браузере что-то поковыряет. И приводит это зачастую к тому, что двигаясь без направления такой «специалист» подергает что угодно и где угодно, кроме как в области неполадки, убив кучу своего и чужого времени. При осознании же существования уровней взаимодействия движение будет более последовательным. И хотя отправная точка может быть разной (в каждой попадавшейся мне книге рекомнедации несколько различались), общая логическая посылка поиска неисправности такова — если на уровне Х взаимодействие осуществляется корректно, то и на уровне Х-1 скорее всего тоже все в порядке. По крайней мере для каждого конкретногомомента
времени. Производя траблшутинг в IP-сетях лично я начинаю «копать» от второго уровня стека DOD, он же третий уровень OSI, он же Internet Protocol. Во первых потому, что наиболее легко произвести «поверхностный осмотр пациента» (пациент скорее пингуется, чем не пингуется), ну и во вторых, если, слава те Господи, пингуется, можно отринуть малоприятные манипуляции с тестированием кабеля, сетевых карт и разборок и прочими приятными вещами;) Хотя в особо тяжелых случаях придется начинать все-таки с уровня первого, причем самым серьезным образом.

взаимопонимание с коллегами

Для иллюстрирования этого пункта приведу вам в качестве примера такую байку из жизни. Однажды знакомые мои из одной небольшой фирмы позвали меня в гости помочь разобраться, почему сеть нехорошо работает, и дать какие-нибудь рекомендации на сей счет. Прихожу я в контору. А у них там оказывается даже админ есть, называемый по старой доброй традиции «программист» (а вообще-то он FoxPro в основном занимается;) — старой доперестроечной закалки IT-специалист. Ну я у него спрашиваю, что у вас за сеть? Он: «В смысле? Ну просто сеть». Сеть, в общем, как сеть. Ну я наводящие вопросы: на сетевом уровне какой протокол используется? Он: «А это ГДЕ?» Я уточняю: «Ну IP или IPX или что там у вас…» «О» — говорит, — «кажется да: IPX/еще-там-что-то!» Кстати, «еще-там-что-то», как вы могли заметить, от сетевого уровня чуть-чуть повыше расположен, ну да не суть… Что характерно, он эту сеть построил и даже худо бедно сопровождал. Не удивительно что она зачахла-то… 😉 А знал бы про OSI — в 5 минут бы схемку нацарапал — от 10Base-2 до прикладных программ. И не пришлось бы под стол лазить — коаксиальные провода обозревать.

изучение новых технологий

На этом важном аспекте я уже останавливалась в предисловии и еще раз повторюсь: при изучении нового протокола следует в первую же очередь разобраться а) в каком стеке(ах) протоколов его место и б) в какой именно части стека и с кем взаимодействует снизу и кто с ним сверху может… 🙂 И полноя ясность в голове от этого наступит. А форматы сообщений да API разновсякие — ну это уже дело техники:)

Лучший ответ: Какой протокол относится к прикладному уровню?

Протоколы прикладного уровня: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET и другие.

Какие услуги Уровень представления предоставляет прикладному уровню?

Протокол прикладного уровня (англ. … Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким, как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты.

Какие сетевые протоколы относятся к прикладному уровню?

Ниже приведен список стандартных протоколов Internet прикладного уровня:

Протокол имен доменов
Протокол внешних узлов
Протокол передачи файлов
Протокол Name/Finger.
Протокол Telnet.
Упрощенный протокол передачи файлов (TFTP)

Что относится к прикладному уровню?

Прикладной уровень (application layer) — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые веб-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, по протоколу электронной …

Какой тип данных относится к прикладному уровню модели OSI?

Уровень 7: Прикладной уровень (Application Layer)

Прикладной уровень модели OSI (Open Systems Interconnection) является интерфейсом между приложением (участником информационного обмена, источником данных) и средой передачи, т. е. уровнями с 1 по 6 эталонной модели взаимодействия открытых систем.

Какой уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок?

Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. На этом уровне сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи пакетов по сети.

Для чего предназначен представительский уровень?

Уровень представления (англ. Presentation layer) — шестой уровень сетевой модели OSI. Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных.

Какие существуют сетевые протоколы?

Какие бывают протоколы передачи данных?

IP — Internet Protocol. Первым объединил отдельные ПК в единую сеть. …
TCP/IP — Transmission Control Protocol/Internet Protocol. …
UDP — User Datagram Protocol. …
FTP — File Transfer Protocol. …
DNS. …
HTTP — HyperText Transfer Protocol. …
NTP — Network Time Protocol. …
SSH — Secure SHell.

Какие функции выполняет Сетевой уровень модели OSI?

Сетевой уровень (англ. network layer) модели предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

Какой уровень модели TCP IP организует диалоговое окно управляет обменом данных?

Прикладной уровень (Application Layer)

высший уровень модели, который организует взаимодействие прикладных программ пользователя с процессами модели OSI, обеспечивая им набор определенных сетевых услуг (передача файлов, обмен почтовыми сообщениями, доступ к принтеру, управление сетью и т.

Что происходит на Сеансовом уровне?

Сеансовый уровень (англ. Session layer) — 5-й уровень сетевой модели OSI, отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. … Если соединение не используется длительное время, то протокол сеансового уровня может его закрыть и открыть заново.

Сколько уровней в модели TCP IP?

TCP/IP — сетевая модель передачи данных, представленных в цифровом виде. Модель описывает способ передачи данных от источника информации к получателю. В модели предполагается прохождение информации через четыре уровня, каждый из которых описывается правилом (протоколом передачи).

Что происходит на физическом уровне модели OSI?

Это нижний уровень модели OSI — физическая и электрическая среда для передачи данных. Физический уровень описывает способы передачи бит (а не пакетов данных) через физические среды линий связи, соединяющие сетевые устройства. … Решаются вопросы, связанные с синхронизацией, избавлением от помех, скоростью передачи данных.

Сетевая модель OSI —SERJ—

Сетевая модель OSI(англ. Open Systems Interconnection Reference Model — модель взаимодействия открытых систем)
— абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.

Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре
совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и понятнее.

История

В 1978 году Международный комитет по стандартизации (ISO) разработал стандарт архитектуры ISO 7498, для объединения различных сетей.
В разработке участвовало 7 комитетов, каждому из них был отведён свой уровень. В 1980 году IEEE опубликовал спецификацию 802,
детально описавшую механизмы взаимодействия физических устройств на канальном и физическом уровнях модели OSI. В 1984 году спецификация
модели OSI была пересмотрена и принята как международный стандарт для сетевых коммуникаций.

Уровни модели OSI

Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных вертикально друг над другом. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими
соседями и выполнять отведённые только ему функции.

Прикладной уровень (Application layer)

Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя.
Уровень разрешает доступ к сетевым службам приложениям пользователя, таким как обработчик запросов к базам данных,
доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям
информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления.

На этом уровне реализованы:

HTTP

gopher

Telnet

SMTP — Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол почтового обмена

SNMP — Simple network management protocol — простой протокол управления сетью

FTP — File transfer protocol — протокол передачи файлов

TFTP — Trivial File Transfer Protocol — упрощённый протокол передачи файлов

SSH

IRC — Internet Relay Chat — протокол общения

AIM — AOL Instant Messenger Protocol — протокол общения

NFS — Network File System — сетевая файловая система

NNTP — Network News Transfer Protocol — сетевой протокол передачи новостей

XMPP

FTAM — File Transfer, Access and Management

APPC

X.400 — электронная почта

X.500 — обеспечивает возможности доступа и управления информацией в различных службах каталога.

AFP — Appletalk Filing Protocol

LDAP — Lightweight Directory Access Protocol — Используется для доступа к какой-либо службе каталогов

SIP — Session Initiation Protocol

ITMS — iTunes Music Store Protocol

Modbus TCP

BACnet IP

IMAP

…

Уровень представления (Presentation layer)

Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных.
Запросы приложений, полученные с уровня приложений он преобразует в формат для передачи по сети,
а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка
или кодирование/раскодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут
быть обработаны локально. Некоторые из вышеуказанных протоколов (точнее какой-то из модулей) работают и на этом уровне:

HTTP/HTML

ASN.1 — Abstract syntax notation one|

XML

TDI

XDR — External Data Representation|

SNMP — Simple network management protocol|

FTP — File transfer protocol|

Telnet

SMTP

Netware Core Protocol

AFP — Apple Filing Protocol

…

Сеансовый уровень (Session layer)

Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время.
Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизации задач, определением права
на передачу данных и поддержание сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается
помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.
Протоколы, работающие на этом уровне:

ASP — AppleTalk Session Protocol

ADSP — AppleTalk Data Stream Protocol

DLC — Data Link Control

Named Pipes

NBT

NetBIOS

NWLink

PAP — Printer Access Protocol

ZIP — AppleTalk Zone Information Protocol

…

Транспортный уровень (Transport layer)

4-й уровень модели, предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности,
как они были переданы. При этом неважно какие данные передаются, откуда и куда, т. е. он предоставляет сам механизм передачи.
Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, длинные разбивает.
Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Протоколы уровня:

TCP — Transmission Control Protocol

UDP — User Datagram Protocol

NetBEUI

AEP

AMTP

ATP — AppleTalk Transaction Protocol

NBP

RTMP

SMB — Server message block

SPX — Stream Packet Exchange

SCTP — Stream Control Transmission Protocol

RTP — Real-time Transport Protocol

…

Сетевой уровень (Network layer)

3-й уровень сетевой модели OSI, предназначен для определения пути передачи данных.
Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов,
коммутация и маршрутизация пакетов, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство,
как маршрутизатор. Протоколы, используемые на 3-м уровне модели:

IP — Internet Protocol

ICMP

IPX

NWLink

NetBEUI

DDP.

IPSec

…

Канальный уровень (Data Link layer)

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроле за ошибками,
которые могут возникнуть. Полученные данные от физического уровня он упаковывает в кадры данных,
проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может
взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.
Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой
физической среде, и LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы,
мосты и сетевые адаптеры. Примеры протоколов, работающих на канальном уровне:

ARCnet

Ethernet

FDDI — Fiber Distributed Data Interface

Frame Relay

LocalTalk

Token ring

PPP — Point-to-Point Protocol

StarLan

Serial Line Internet Protocol (SLIP) — больше не используется.

…

В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс
взаимодействия канального и сетевого уровня между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС.
Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS.

Физический уровень (Physical layer)

Самый нижний уровень модели, предназначен непосредственно для передачи потока данных.
Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель и соответственно их приём и преобразование в биты данных.
Другими словами осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают концентраторы и
повторители (ретрансляторы) сигнала. Спецификации, для этого уровня:

стандарты EIA: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485

рекомендации ITU (International Telecommunication Union): смотрите ITU-T

DSL — Digital Subscriber Line

ISDN — Integrated Services Digital Network

T-carrier (T1, E1)

модификации стандарта Ethernet: 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX

Взаимодействие уровней

Уровни взаимодействуют сверху вниз и снизу вверх посредством интерфейсов и могут еще взаимодействовать с таким же
уровнем другой системы с помощью протоколов. Подробнее можно посмотреть на рисунке.

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, включающие такие характеристики, 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, контроль потока 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 на основе 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 было задумано 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 от 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].

Семь уровней модели OSI

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) представляет собой модульную
рамки для разработки стандартов, основанных на разделении
сетевые операции на семь, наборы сетевых услуг.

В свое время большинство поставщиков согласились поддерживать OSI в одной форме или
другой, но OSI был слишком расплывчатым, и проприетарные стандарты
были слишком укоренившимися.За исключением OSI-совместимых X.400 и X.500
стандарты электронной почты и каталогов, которые все еще широко используются, что было
когда-то считалось универсальным стандартом связи, теперь служит
как обучающая модель для всех других протоколов.

Большая часть функциональных возможностей модели OSI существует во всех
системы связи, хотя два или три уровня OSI могут быть
включены в один.

Пример работы уровней OSI с использованием электронной почты, отправленной с компьютера слева.

Данные передаются от компьютера-отправителя вниз через все
уровни на физический уровень, где данные помещаются в сеть
кабель, а затем отправляется на физический уровень принимающего компьютера
где процесс меняется на противоположный, и данные проходят через слои в
прикладной уровень принимающего компьютера.

Электронное письмо от Джона: Встретимся у Карла 1:30 Джон		Электронное письмо, полученное от Джона: Встретимся у Карла 1:30 Джон

Определите отправителя и предполагаемого получателя; есть ли приложение электронной почты?	ПРИМЕНЕНИЕ слой 7	Идентифицирован отправитель и предполагаемый получатель; нашел почтовое приложение.
Кодировать данные с помощью ключа кодирования X; используйте символы ASCII.	ПРЕЗЕНТАЦИЯ слой 6	Данные, декодированные с помощью ключа декодирования X; используются символы ASCII.
Инициировать и завершать сеанс в соответствии с протоколом X.	СЕССИЯ слой 5	Инициировал и завершил сеанс в соответствии с протоколом X.
Убедитесь, что все данные отправлены без изменений.	ТРАНСПОРТ слой 4	Убедитесь, что все данные поступили в целости.
Следите за количеством хмеля; открыть кратчайший путь Первый; Перейти на IP-адрес 255.65.0.123	СЕТЬ уровень 3	Следите за количеством прыжков; открыл кратчайший путь Сначала; Перешел на IP-адрес 255.65.0.123
Установлено ли начальное соединение? Поместите данные во фреймы в соответствии со стандартом X.	ССЫЛКА НА ДАННЫЕ уровень 2	Установлено начальное соединение. Декодированные данные в кадре в соответствии со стандартом X.
Отправить электрический сигнал по сетевому кабелю при напряжении X и X Мбит / с.	ФИЗИЧЕСКИЕ слой 1	Прием электрического сигнала по сетевому кабелю при напряжении X и X Мбит / с.

Рассмотрим каждый из уровней OSI и его роль.

ПРИМЕНЕНИЕ

слой 7

Предоставляет пользовательским приложениям доступ к сети.
Этот уровень представляет сервисы, которые напрямую поддерживают пользователя.
такие приложения, как программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базе данных и
Электронная почта

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

слой 6

Уровень представления, обычно являющийся частью операционной системы, преобразует
входящие и исходящие данные из одного формата представления в другой.Услуги уровня представления включают шифрование данных и текст
сжатие.

СЕССИЯ

слой 5

Открывает, управляет и закрывает беседы.
между двумя компьютерами. Он выполняет распознавание имени и функции
например, безопасность, необходимая для того, чтобы два приложения могли обмениваться данными
сеть также обеспечивает обработку ошибок.

ТРАНСПОРТ

слой 4

Этот уровень обеспечивает прозрачную передачу данных между конечными системами,
или хостов, и отвечает за сквозное устранение ошибок и поток
контроль.Обеспечивает полную передачу данных.

Упорядочивает пакеты данных и запрашивает повторную передачу отсутствующих
пакеты. Он также переупаковывает сообщения для более эффективной передачи.
по сети.

СЕТЬ

уровень 3

Учреждает, поддерживает и прекращает
сетевые соединения. Маршрутизирует пакеты данных по сегментам сети.
Преобразует логические адреса и имена в физические адреса.

ССЫЛКА НА ДАННЫЕ

уровень 2

Передает кадры данных с компьютера на компьютер на одном
сетевой сегмент. Обеспечивает надежность физического соединения
установлен на уровне 1. Стандарты определяют, как распознаются кадры данных.
и обеспечить необходимый контроль потока и обработку ошибок в кадре
установленный.

Уровень канала передачи данных разделен на два подуровня: Управление доступом к среде (MAC).
уровень и уровень управления логическим каналом (LLC).Подуровень MAC
контролирует, как компьютер в сети получает доступ к данным и
разрешение на его передачу. Уровень LLC управляет кадровой синхронизацией,
контроль потока и проверка ошибок.

ФИЗИЧЕСКИЕ

слой 1

Физический уровень определяет все электрические и физические
спецификации на устройства. Это включает в себя расположение контактов, напряжения,
и спецификации кабеля. Концентраторы, повторители и сетевые адаптеры
устройства физического уровня.

Определяет кабели и соединения. Передает данные по физическому носителю.

Некоторые распространенные сетевые устройства и протоколы и их реализация в модели OSI.

СЛОЙ OSI	УСТРОЙСТВА	ПРОТОКОЛЫ
ПРИМЕНЕНИЕ слой 7		SNMP, SMTP, FTP, TELNET, HTTP, NCP, SMB, AppleTalk
ПРЕЗЕНТАЦИЯ слой 6		NCP, AFP, TDI
СЕССИЯ слой 5		NetBIOS
ТРАНСПОРТ слой 4		NetBEUI, TCP, SPX, NWlink
СЕТЬ уровень 3	Маршрутизаторы, коммутаторы уровня 3 (или IP).	IP, IPX, NWlink, NetBEUI
DATA LINK уровень 2	Мосты и коммутаторы, Ethernet включает в себя как этот уровень, так и физический уровень.	–
ФИЗИЧЕСКИЙ слой 1	Концентраторы, повторители, сетевые адаптеры, параллельные Шины SCSI. Ethernet на различных физических уровнях включает в себя и то, и другое. слой и уровень канала передачи данных. Token Ring, FDDI и IEEE 802.11.	–

Объяснение уровней модели OSI

Описание уровней модели OSI

Введение
OSI означает взаимодействие открытых систем. Это концептуальная структура, описывающая различные функции сетевой или телекоммуникационной системы и описывающая, как приложения взаимодействуют в сети.Модель OSI состоит из семи различных уровней, которые обычно описываются сверху вниз. В порядке от семи до одного, уровни следующие: приложение, представление, сеанс, транспорт, сеть, канал передачи данных и физический.

Такие уровни обеспечивают визуальное представление того, что происходит в сетевой системе. Хорошее понимание модели OSI может помочь сузить источник сетевых проблем, разработать приложения и лучше понять, какие сетевые продукты работают с какими уровнями.Чтобы улучшить ваше понимание модели OSI, обратитесь к этому руководству по объясненным слоям модели OSI .

Уровень 7: Уровень приложения
Верхний уровень модели OSI (седьмой уровень) — это прикладной уровень, который доставляет конечному пользователю сетевые услуги или протоколы, соответствующие данным конечного пользователя. Большинство конечных пользователей напрямую взаимодействуют с приложениями, которые работают на уровне 7. Таким образом, это наиболее широко признанный конечными пользователями уровень OSI.

Примеры приложений уровня 7 включают веб-браузеры, такие как Google Chrome или Firefox, а также такие приложения, как Office, Outlook и Skype. Услуги, предоставляемые каждым из этих приложений, позволяют прикладному уровню предоставлять и получать данные от уровня представления.

Уровень 6: Уровень представления
Уровень представления, также называемый уровнем синтаксиса, отвечает за выполнение обработки синтаксиса.В этом случае обработка синтаксиса обычно включает преобразование данных с верхнего уровня (который находится в формате приложения) в сетевой формат на основе синтаксиса, который принимает приложение. Уровень представления также может передавать данные из сетевого формата в формат приложения. В зависимости от того, передаются или принимаются данные, обработанные данные затем либо передаются, либо, скорее, «представляются» на уровень сеанса или уровень приложения.

Уровень 5: Сеансовый уровень
Сеансовый уровень отвечает за создание сеанса или соединения, которое позволяет двум устройствам, компьютерам или серверам обмениваться данными друг с другом.После того, как сеанс сформирован, данные передаются либо на транспортный уровень, либо с него.

Помимо настройки сеанса, результирующее соединение между машинами также управляется и завершается после завершения сеанса на уровне 5. Сеансовый уровень также отвечает за аутентификацию и повторное подключение в случае прерывания сети.

Уровень 4: Транспортный уровень
Транспортный уровень отвечает за координацию передачи данных по сетевым соединениям.Он помогает регулировать различные элементы, участвующие в передаче данных между конечными системами и хостами. К таким факторам относятся размер пакета данных, последовательность, скорость и место назначения.

После того, как транспортный уровень эффективно управляет пакетами данных и проверяет их на наличие ошибок, данные передаются либо на сетевой уровень, либо с него. Некоторые из наиболее известных примеров транспортного уровня включают протокол управления передачей (TCP) и протокол дейтаграмм пользователя (UDP).

Уровень 3: сетевой уровень
Основная роль сетевого уровня — обрабатывать пересылку пакетов, которая включает в себя маршрутизацию данных. При подключении к серверу устройство может использовать миллионы различных путей. Маршрутизаторы на сетевом уровне помогают направлять данные в конечный пункт назначения между несколькими разными сетями.

Для этого сетевой уровень получает кадры от уровня канала данных и проверяет их, чтобы определить, достигли ли данные намеченной цели.Затем сетевой уровень доставляет кадры данных в их конечные пункты назначения. Чтобы определить место назначения канала передачи данных, сетевой уровень находит логический адрес, такой как адрес интернет-протокола (IP), который содержится внутри канала передачи данных. Большая часть функциональных возможностей маршрутизатора, которыми пользуются сетевые профессионалы, находится на уровне 3.

Antaira Technologies оснащена несколькими сетевыми устройствами уровня 3, такими как наш 10 Gigabit Ethernet Switch , который оснащен предварительно загруженным стандартным программным обеспечением для управления сетью Light Layer 3.Примеры других наших устройств уровня 3 включают наши 10, 12, 16 и 18-портовые промышленные гигабитные управляемые коммутаторы Ethernet уровня 3 с поддержкой PoE + Light.

Уровень 2: Уровень канала передачи данных
После прохождения данных через сетевой уровень они поступают на уровень канала передачи данных. Уровень канала данных, который часто считается самым сложным уровнем модели OSI, отвечает за установку каналов в физической сети. Для этого передача данных от узла к узлу выполняется узлами, которые напрямую подключены на уровне канала передачи данных.В результате данные упаковываются во фреймы. В дополнение к настройке ссылок уровень канала данных также помогает проверять и исправлять любые ошибки, возникшие на физическом уровне, перед упаковкой данных во фреймы.

Уровень канала передачи данных состоит из двух подуровней, известных как управление доступом к среде передачи (MAC) и управление логическим каналом (LLC). После того, как данные были упакованы в кадры, уровень звена данных будет управлять методами физической адресации, используемыми для этих двух подуровней.Подуровень MAC помогает управлять потоком пакетов данных от одной сетевой интерфейсной карты к другой по общему каналу в сети. Уровень LLC — это верхний подуровень уровня звена данных, который служит интерфейсом между сетевым уровнем и подуровнем MAC.

Antaira Technologies также имеет множество сетевых коммутаторов, которые работают на уровне 2. Примеры наших сетевых коммутаторов, которые оснащены управлением сетью уровня 2, включают наши управляемые коммутаторы 10 / 100TX с PoE , управляемые коммутаторы Gigabit PoE и управляемые гигабитные PoE с низким напряжением. переключатели.Поскольку множество различных измерительных устройств включается в технологические участки, наши коммутаторы уровня 2 могут помочь обеспечить успешную маршрутизацию данных в вашей сети.

Уровень 1: физический уровень
Физический уровень — это самый нижний уровень модели OSI, который является физическим и электрическим представлением системы. Он состоит из различных сетевых компонентов, таких как вилки питания, беспроводные радиочастоты, разъемы, приемники, типы кабелей, адаптеры, расположение контактов и электрические напряжения.

Основная роль физического уровня заключается в электрической или оптической передаче битов неструктурированных данных от источника физического уровня или отправляющего устройства на физический уровень принимающего устройства по сети. Когда в сети возникает проблема, устранение неполадок в большинстве случаев начинается на ее физическом уровне.

Antaira Technologies — ведущий поставщик промышленного сетевого оборудования, такого как управляемые и неуправляемые коммутаторы Ethernet, промышленные маршрутизаторы , , медиаконвертеры и устройства последовательной связи.Чтобы узнать больше о наших инновационных продуктах, свяжитесь с нами сегодня.

Модель OSI — Практическая работа в сети .net

Эта статья является частью серии о перемещении пакетов — обо всем, что происходит для того, чтобы получить пакет отсюда туда. Используйте поля навигации для просмотра остальных статей.

Дорожный пакет

Модель взаимодействия открытых систем (модель OSI) объясняет все отдельные функции, которые необходимы для работы Интернета.

Это набор из семи независимых функций , которые объединяются для достижения конечной цели коммуникации компьютера с компьютером.

Подобно автомобилю, он состоит из независимых функций, которые объединяются для достижения конечной цели движения вперед: аккумулятор питает электронику, генератор перезаряжает аккумулятор, двигатель вращает карданный вал, ось передает вращение карданного вала двигателю. колеса и так далее и так далее.

Каждая отдельная часть может быть заменена или обработана независимо, и пока каждая отдельная часть функционирует должным образом, автомобиль движется вперед.

Модель OSI разделена на семь различных уровней, каждый из которых выполняет очень специфическую функцию . В сочетании друг с другом каждая функция способствует полноценной передаче данных от компьютера к компьютеру.

В оставшейся части этой статьи мы рассмотрим каждый из отдельных уровней модели OSI и их индивидуальную ответственность.

OSI, уровень 1 — физический

Физический уровень модели OSI отвечает за передачу битов — единиц и нулей, составляющих весь компьютерный код.

Этот уровень представляет собой физическую среду, по которой передается трафик между двумя узлами. Примером может служить кабель Ethernet или последовательный кабель. Но не слишком увлекайтесь словом «физический» — этот уровень был назван в 1970-х годах, задолго до того, как беспроводная связь в сети стала концепцией. Таким образом, Wi-Fi, несмотря на то, что он не имеет физического, ощутимого присутствия, также считается протоколом уровня 1.

Проще говоря, Уровень 1 — это все, что переносит единицы и нули между двумя узлами .

Фактический формат данных на «проводе» может варьироваться в зависимости от носителя. В случае Ethernet биты передаются в виде электрических импульсов. В случае Wi-Fi биты передаются в виде радиоволн. В случае волокна биты передаются в виде световых импульсов.

Помимо физического кабеля, на этом уровне также работают повторители и концентраторы.

Повторитель просто ретранслирует сигнал от одного носителя к другому, позволяя последовательно соединять вместе несколько кабелей и увеличивать дальность, на которую сигнал может проходить за пределами ограничения по одному кабелю.Они обычно используются в крупных развертываниях Wi-Fi, где одна сеть Wi-Fi «повторяется» в нескольких точках доступа для покрытия большего диапазона.

Концентратор — это просто многопортовый повторитель. Если четыре устройства подключены к одному концентратору, все, что отправлено одним устройством, повторяется на три других.

OSI, уровень 2 — канал передачи данных

Уровень канала передачи данных модели OSI отвечает за взаимодействие с физическим уровнем. Фактически, уровень 2 отвечает за размещение единиц и нулей на проводе и извлечение единиц и нулей из провода.

Сетевая интерфейсная карта (NIC), к которой вы подключаете провод Ethernet, выполняет функции уровня 2. Он принимает сигналы по проводу и передает сигналы по проводу.

Ваша сетевая карта WiFi работает таким же образом, принимая и передавая радиоволны, которые затем интерпретируются как последовательность нулей и единиц.

Уровень 2 затем сгруппирует эти единицы и нули в блоки, известные как кадры.

На уровне 2 существует система адресации, известная как адрес управления доступом к среде передачи или MAC-адрес. MAC-адрес однозначно идентифицирует каждую индивидуальную сетевую карту . Каждая сетевая карта предварительно сконфигурирована производителем с MAC-адресом; фактически, его иногда называют записанным адресом (BIA).

Помимо вашей сетевой карты, на этом уровне также работает коммутатор. Основная задача коммутатора — облегчить обмен данными внутри сетей (эта идея будет расширена в следующих статьях этой серии).

Общая функция уровня канала передачи данных — доставлять пакеты от одной сетевой карты к другой.Или, говоря другими словами, роль уровня 2 состоит в том, чтобы доставлять пакеты от перехода к переходу .

OSI, уровень 3 — сеть

Сетевой уровень модели OSI отвечает за доставку пакетов от конца до конца .

Он делает это с помощью другой схемы адресации, которая может логически идентифицировать каждый узел, подключенный к Интернету. Эта схема адресации известна как адрес Интернет-протокола или IP-адрес.

Это считается логичным, поскольку IP-адрес не является постоянным идентификатором компьютера.В отличие от MAC-адреса, который считается физическим адресом, производитель не записывает IP-адрес в компьютерное оборудование.

Маршрутизаторы

— это сетевые устройства, которые работают на уровне 3 модели OSI. Основная обязанность маршрутизатора — облегчить связь между Сетями . Таким образом, маршрутизатор создает границу между двумя сетями. Для связи с любым устройством, не входящим непосредственно в вашу сеть, необходимо использовать маршрутизатор.

Модель OSI

— Уровень 2 vs.Слой 3

Взаимодействие и различие между уровнем 2 и уровнем 3 имеет решающее значение для понимания того, как данные передаются между двумя компьютерами. Например, если у нас уже есть уникальная схема адресации L2 на каждой сетевой карте (например, MAC-адреса), зачем нам нужна еще одна схема адресации на L3 (например, IP-адреса)? Или наоборот?

Ответ состоит в том, что обе схемы адресации выполняют разные функции:

Уровень 2 использует MAC-адресов и отвечает за доставку пакетов от перехода к переходу .
Уровень 3 использует IP-адресов и отвечает за доставку пакетов от до конца .

Когда у компьютера есть данные для отправки, он инкапсулирует их в IP-заголовок, который будет включать такую информацию, как IP-адреса источника и назначения двух «концов» связи.

IP-заголовок и данные затем дополнительно инкапсулируются в заголовок MAC-адреса, который будет включать в себя такую информацию, как MAC-адрес источника и назначения текущего «перехода» на пути к конечному пункту назначения.

Вот иллюстрация, чтобы понять это:

Обратите внимание, что между каждым маршрутизатором заголовок MAC-адреса удаляется и восстанавливается, чтобы передать его на следующий переход. Заголовок IP, сгенерированный первым компьютером, удаляется только последним компьютером, следовательно, заголовок IP обрабатывал «сквозную» доставку, а каждый из четырех различных заголовков MAC, задействованных в этой анимации, обрабатывал «переход к переходу». » Доставка.

OSI, уровень 4 — транспорт

Транспортный уровень модели OSI отвечает за различение сетевых потоков.

В любой момент времени на компьютере пользователя может быть открыт Интернет-браузер, пока транслируется музыка, пока запущено приложение для обмена сообщениями или чата. Каждое из этих приложений отправляет и получает данные из Интернета, и все эти данные поступают в виде единиц и нулей на сетевой адаптер этого компьютера.

Что-то должно существовать, чтобы различать, какие единицы и 0 принадлежат мессенджеру, браузеру или потоковой музыке. Это «что-то» — слой 4:

Уровень 4 выполняет это с помощью схемы адресации, известной как номера портов .

В частности, существуют два метода различения сетевых потоков. Они известны как протокол управления передачей (TCP) или протокол дейтаграмм пользователя (UDP).

И TCP, и UDP имеют 65 536 номеров портов (каждый), и уникальный поток приложения идентифицируется как портом источника, так и портом назначения (в сочетании с их IP-адресами источника и назначения).

TCP и UDP используют разные стратегии в том, как передаются потоки данных, и их различие и внутренняя работа интересны и важны, но, к сожалению, они выходят за рамки этой серии статей.Они станут темой будущей статьи или серии.

Подводя итог, если уровень 2 отвечает за скачок для доставки , а уровень 3 отвечает за сквозную доставку , можно сказать, что уровень 4 отвечает за сервис для обслуживания доставки .

OSI, уровни 5, 6 и 7

Уровни сеанса, представления и приложения модели OSI обрабатывают заключительные шаги перед тем, как данные, передаваемые по сети (чему способствуют уровни 1–4), отображаются конечному пользователю.

С чисто инженерной точки зрения разница между уровнями 5, 6 и 7 не имеет особого значения. Фактически, существует еще одна популярная модель связи в Интернете, известная как модель TCP / IP, которая группирует эти три уровня в один общий уровень.

Различие стало бы более значительным, если бы вы занимались разработкой программного обеспечения. Но поскольку это не является основной темой данной серии статей, мы не будем углубляться в различия между этими уровнями.

Многие сетевые инженеры называют эти уровни просто L5-7, L5 + или L7. В оставшейся части этой серии мы сделаем то же самое.

Инкапсуляция и декапсуляция

Последний пункт, который нам нужно обсудить, прежде чем мы перейдем от модели OSI, — это Encapsulation и Decapsulation . Эти термины относятся к , как данные перемещаются по слоям сверху вниз при отправке и снизу вверх при получении .

По мере передачи данных от уровня к уровню каждый уровень добавляет информацию, необходимую для достижения своей цели, прежде чем полная дейтаграмма будет преобразована в единицы и нули и отправлена по сети.Например:

Уровень 4 добавит заголовок TCP, который будет включать порт источника и назначения
Уровень 3 добавит IP-заголовок, который будет включать IP-адрес источника и назначения
Уровень 2 добавит заголовок Ethernet, который будет включать MAC-адрес источника и назначения

На принимающей стороне каждый уровень отделяет заголовок от данных и передает его обратно вверх по стеку на уровни приложений. Вот весь процесс в действии:

Обратите внимание, что это только пример.Заголовок, который будет добавлен, будет зависеть от основного протокола связи. Например, вместо этого можно добавить заголовок UDP на уровне 4 или заголовок IPv6 на уровне 3.

В любом случае важно понимать, что, когда данные передаются по сети, они передаются вниз по стеку, и каждый уровень добавляет свой собственный заголовок, чтобы помочь ему в достижении своей цели. На принимающей стороне заголовки удаляются по одному, слой за уровнем, поскольку данные отправляются обратно на уровень приложения.

В этой статье различные сетевые функции распределяются по разным уровням модели OSI. Хотя модель OSI важна для понимания того, как пакеты перемещаются по сети, сама по себе модель OSI не является строгим требованием, поскольку это концептуальная модель — не каждый протокол идеально вписывается в один уровень модели OSI.

Навигация по сериям

Ключевые игроки >>

Семь уровней модели OSI, объясненные на примерах

1.1 Уровень приложения

Предоставляет пользователю возможность доступа к информации о
сеть через приложение.Этот слой является основным
интерфейс для взаимодействия пользователя с приложением
а значит и сеть.

Уровень приложений — это уровень OSI, ближайший к
конечный пользователь, что означает, что уровень приложений OSI
и пользователь напрямую взаимодействует с программным приложением.
Этот уровень взаимодействует с программными приложениями, реализующими
коммуникативный компонент. Такие прикладные программы падают
выходит за рамки модели OSI.Функции прикладного уровня
обычно включают в себя определение партнеров по общению, определение
доступность ресурсов и синхронизация связи.
При определении партнеров по коммуникации приложение
слой определяет идентичность и доступность связи
партнеров для приложения с данными для передачи. Когда
определение доступности ресурсов, прикладной уровень
должен решить, достаточно ли сетевых ресурсов для
запрошенная связь существует.При синхронизации общения,
вся связь между приложениями требует сотрудничества
это управляется прикладным уровнем.

Некоторые примеры реализаций прикладного уровня включают
Telnet, протокол передачи файлов (FTP) и простая передача почты
Протокол (SMTP).

1.2 Уровень представления

Управляет представлением информации в упорядоченном
и содержательно. Основная функция этого слоя —
синтаксис и семантика передачи данных.Преобразует местных
представление данных главного компьютера в стандартном сетевом формате
для передачи по сети. На принимающей стороне это меняется
сетевой формат в соответствующий формат хост-компьютера
так что данные могут использоваться независимо от главного компьютера.
Преобразования ASCII и EBCDIC, криптография и т.п.
обрабатывается здесь.

Уровень представления обеспечивает различные варианты кодирования и преобразования.
функции, которые применяются к данным прикладного уровня.Эти
функции гарантируют, что информация, отправленная из приложения
слой одной системы будет доступен для чтения на уровне приложения
другой системы. Некоторые примеры кодирования уровня представления
а схемы преобразования включают общие форматы представления данных,
преобразование форматов представления символов, общие данные
схемы сжатия и общие схемы шифрования данных.

Общие форматы представления данных или использование стандартных
форматы изображения, звука и видео, позволяют обмениваться приложениями
данные между различными типами компьютерных систем.Используя разные
текстовые представления и представления данных, такие как EBCDIC и ASCII, используют
схемы преобразования для обмена информацией с системами. Стандарт
схемы сжатия данных позволяют сжимать данные. или
зашифрованы на исходном устройстве для правильной распаковки,
или расшифровывается в пункте назначения.

Реализации уровня представления обычно не связаны
с определенным стеком протоколов. Некоторые известные стандарты
для видео включают QuickTime и Motion Picture Experts Group
(MPEG).QuickTime — это спецификация Apple Computer для видео.
и аудио, а MPEG — это стандарт сжатия видео и
кодирование.

Среди широко известных форматов графических изображений — Graphics Interchange
Формат (GIF), Joint Photographic Experts Group (JPEG) и Tagged
Формат файла изображения (TIFF). GIF — это стандарт сжатия
и кодирование графических изображений. JPEG — это еще одно сжатие и кодирование
стандарт для графических изображений, а TIFF — стандартный формат кодирования
для графических изображений.

1.3 Сессионный уровень

Координирует диалог / сеанс / соединение между устройствами через
сеть. Этот уровень управляет связью между подключенными
сеансы. Примерами этого уровня являются управление токенами (сеанс
уровень управляет тем, у кого есть токен) и синхронизацией сетевого времени.

Сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает связь
сеансы. Сеансы связи состоят из запросов на обслуживание
и сервисные ответы, которые происходят между приложениями, расположенными
в разных сетевых устройствах.Эти запросы и ответы
координируется протоколами, реализованными на уровне сеанса. Некоторые
Примеры реализаций сеансового уровня включают информацию о зоне
Протокол (ZIP), протокол AppleTalk, который координирует
процесс привязки имени; и протокол управления сеансом (SCP),
Достойный протокол сеансового уровня Phase IV.

1,4 Транспортный уровень

Ответственный за надежную передачу данных и услуг
спецификация между хостами.Основная ответственность этого
уровень — это целостность данных — данные, передаваемые между хостами
надежно и своевременно. Граммы данных верхнего слоя разбиты
в граммы данных сетевого размера, если необходимо, а затем реализованы
используя соответствующий контроль трансмиссии. Транспортный уровень
создает одно или несколько сетевых подключений, в зависимости от
условия. Этот уровень также определяет, какой тип подключения
будет создан. Двумя основными транспортными протоколами являются TCP (передача
Протокол управления) и UDP (протокол пользовательских данных).

Важные особенности транспортного уровня:

Транспортный уровень обеспечивает надежное обслуживание.
Разбивает сообщение (из уровня сеансов) на более мелкие
пакетов, присваивает порядковый номер и отправляет их.
Надежные транспортные соединения построены на основе X.25
или IP.
В случае IP, потерянные пакеты, поступающие не по порядку, должны
быть переупорядочен.

Важные особенности TCP / UDP:

TCP / IP Широко используется для сетевого / транспортного уровня (UNIX).
TCP (протокол управления транспортом): это соединение
ориентированный протокол.
UDP (Универсальный протокол передачи данных): это соединение без установления соединения
протокол транспортного уровня.
Прикладные программы, не требующие ориентированного на соединение
протокол обычно используют UDP.

1.5 Сетевой уровень

Отвечает за маршрутизацию данных (пакетов) через
сеть; обрабатывает адресацию и доставку данных.Этот слой
обеспечивает контроль перегрузки, учетную информацию для
сеть, маршрутизация, адресация и ряд других функций.
IP (Интернет-протокол) — хороший пример сетевого уровня.
протокол. Сетевой уровень не работает с потерянными сообщениями.

Важные особенности протоколов сетевого уровня:

Заботится о передаче пакетов.
Выберите лучший путь для отправки пакета (маршрутизация).
Маршрутизация может быть сложной в большой сети (например,грамм.
Интернет).
Маршрутизация пакетов через сеть может быть выполнена.
с помощью простых статических маршрутов или сложных динамических
алгоритмы маршрутизации.

1.6 Уровень канала передачи данных

Обеспечивает надежную доставку данных по физическому
сеть. Этот уровень занимается такими вопросами, как регулирование потока,
обнаружение и контроль ошибок, а также кадры. Этот слой имеет
важная задача создания и управления тем, какие кадры отправляются
в сети.Кадр или пакет сетевых данных создается
контрольной суммы, адреса источника, адреса назначения и
сами данные. Максимальный размер пакета, который может быть отправлен, определяет
максимальная единица передачи (MTU).

Важные особенности канального уровня:

Обрабатывает ошибки на физическом уровне.
Группирует биты в кадры и обеспечивает их правильную доставку.
Добавляет несколько битов в начало и конец каждого кадра
плюс контрольная сумма.
Получатель проверяет контрольную сумму.
Если контрольная сумма неверна, запрашивается повторная передача.
(Отправьте контрольное сообщение).
Состоит из двух подслоев:

Logical Link Control (LLC) определяет способ передачи данных
по кабелю и предоставляет услуги передачи данных для вышестоящих
слои.

Medium Access Control (MAC) определяет, кто может использовать сеть
когда несколько компьютеров пытаются получить к нему доступ одновременно
(я.е. Передача токена, Ethernet [CSMA / CD]).

Уровень канала передачи данных обеспечивает надежную передачу данных через
физическая сетевая ссылка. Различные спецификации уровня канала передачи данных
определять различные характеристики сети и протокола, в том числе
физическая адресация, топология сети, уведомление об ошибках, последовательность
кадров и управление потоком. Физическая адресация (в отличие от
к сетевой адресации) определяет, как устройства адресуются в
уровень канала передачи данных. Топология сети состоит из канала передачи данных
спецификации уровня, которые часто определяют, как устройства должны быть
физически подключены, например, в топологии шины или кольца.Ошибка
уведомление предупреждает протоколы верхнего уровня о том, что передача
произошла ошибка, и последовательность кадров данных переупорядочивается
кадры, которые передаются вне очереди. Наконец, управление потоком
модерирует передачу данных, чтобы принимающее устройство
не перегружен большим объемом трафика, чем может обработать за один
время.

Протоколы, используемые на уровне канала передачи данных: SLIP, PPP, MTU,
и CSLP.

1,7 Физический уровень

Обрабатывает электрическую / световую связь на битовом уровне через
сетевой канал.Физический уровень определяет электрические,
механические, процедурные и функциональные характеристики для активации,
поддержание и деактивация физической связи между общением
сетевые системы. Спецификации физического уровня определяют характеристики
такие как средства массовой информации, уровни напряжения, время изменения напряжения, физические
скорости передачи данных, максимальные расстояния передачи и физические разъемы.

В основном, этот уровень гарантирует, что бит отправляется с одной стороны.
Сети принимается правильно на другой стороне.

Данные перемещаются с прикладного уровня отправителя вниз
через уровни, через узлы сетевой службы,
и вверх по уровням ресивера

Чтобы отслеживать передачу, каждый уровень «оборачивается»
данные и заголовок предыдущего слоя с собственным заголовком. А
небольшой фрагмент данных будет передаваться с несколькими уровнями
прикрепленные к нему заголовки. На принимающей стороне каждый слой полос
от заголовка, соответствующего соответствующему уровню.

Физический уровень касается следующего:

Характеристики физического интерфейса, такие как электрические,
и механические характеристики,
Количество передаваемых бит в секундах,
Тип передачи, такой как дуплекс или полудуплекс и т. Д.

Часто используемые протоколы физического уровня:

Некоторые важные стандарты, относящиеся к физическому уровню.
технические характеристики:

RS-232 (для последовательных линий связи), X.21, EIA 232 и
G730.

Реализации физического уровня и уровня канала передачи данных могут быть
классифицируются как спецификации LAN или WAN.

Что такое модель OSI и ее 7 уровней?

Модель OSI (Модель взаимодействия открытых систем) представляет собой концептуальную основу, используемую для описания функций сетевой системы.

Что такое определение и значение модели OSI?

Эта модель определяет иерархическую архитектуру, которая логически разделяет функции, необходимые для поддержки межсистемной связи.Всего существует семь уровней, отвечающих за конкретные задачи и функции.

Модель OSI, впервые разработанная в 1978 году французским инженером-программистом и пионером Хубертом Циммерманном, получила широкое распространение во всех крупных компьютерных и телекоммуникационных компаниях с момента ее создания в 1984 году. Она принадлежит Международной организации по стандартам (ISO) и ее идентифицируют. ИСО / МЭК 7498–1.

Модель была введена для стандартизации сетей, чтобы можно было создавать системы от различных поставщиков.До этого была возможна только сеть с одним поставщиком, поскольку все устройства от одного поставщика не могли взаимодействовать с другими. Модель OSI упоминается много раз при устранении неполадок или описании сетевых операций.

Сегодня модель OSI является наиболее часто используемым методом описания сетевых коммуникаций. Он по-прежнему широко используется, поскольку дает возможность выявлять угрозы во всех технологических стеках и необходим для формирования мышления «безопасность прежде всего» при адаптации к облаку.

Он также предлагает возможность сохранять ориентацию на данные и может быть изменен в соответствии с конкретными требованиями для обеспечения безопасности облачных инфраструктур.

В операционной системе Windows используется архитектурная сеть, построенная на модели OSI, и AppleTalk использует эту модель для определения стандартов для создания и разработки сетевого программного обеспечения.

Ищете решение для сетевой безопасности?

Важность модели OSI

Модель OSI чрезвычайно важна, поскольку она буквально определила общий жаргон и терминологию, используемую в сетевых обсуждениях, а также в документации.Это дает возможность разбивать и выделять очень сложные коммуникационные процессы и оценивать все их важные компоненты. Архитектура безопасности модели OSI дает возможность понять функции, которые поддерживают все коммуникации, которые работают между различными системами.

Как работает межсетевой экран как услуга?

Модель OSI включает несколько ключевых функций:

Легко увидеть, как аппаратное и программное обеспечение взаимодействуют друг с другом.
Мы понимаем новые технологии сразу после их разработки.
Устранение неисправностей проще в отдельных сетях.
Дает возможность сравнивать основные функциональные взаимосвязи в разных сетях.

Ищете решение для сетевой безопасности?

Эталонная модель OSI

Эталонная модель OSI относится к уровням связи между различными вычислительными системами. Целью эталонной модели OSI является преодоление разрыва между разработчиками и поставщиками, чтобы продукты цифровой связи и программное обеспечение, которые они создают, взаимодействовали друг с другом, а также облегчить четкое сравнение средств связи.

Описание модели OSI

Когда спрашивают, «что такое эталонная модель OSI», нужно взглянуть на более широкую картину взаимодействия между системами и понять, что ее можно разделить на несколько различных абстрактных уровней, поскольку существует 7 уровней модели OSI. Это эталонная модель, которая показывает, как разные приложения взаимодействуют друг с другом по сети, и играет ключевую роль в передаче сообщений между системами.

Преимущества и недостатки эталонной модели OSI

Преимущества эталонной модели OSI

Эталонная модель OSI в сети четко разделяет все службы, интерфейсы и протоколы.Следовательно, он очень гибкий, и протоколы на каждом уровне могут быть легко заменены в зависимости от характера сети.
Все сетевые модели могут быть разработаны с использованием этой модели, поскольку она носит общий характер.
Это модель со слоями, которые не влияют на другие слои, если только границы между ними сильно не меняются.
Работает как с сервисами с установлением соединения, так и без него.
Некоторые уровни предлагают только частичную функциональность после практического развертывания.
Его стандарты основаны на теории и не предлагают адекватных решений, когда дело доходит до практического внедрения сетей.
Когда он был впервые запущен, он считался «низкого качества», поскольку не отвечал практическим потребностям или модели TCP / IP.
Академия предпочитает использовать модель TCP / IP. Первоначально его использование вызывало огромное сопротивление, так как оно рассматривалось как продукт европейских сообществ и правительства США, которые прилагали огромные усилия, чтобы заставить его использовать как исследователей, так и программистов.

Недостатки эталонной модели OSI

Это очень сложная модель, и когда она была впервые реализована, она работала медленно и требовала больших затрат.
Некоторые уровни выполняют одни и те же услуги. Многие из 7 уровней предлагают адресацию, контроль ошибок, а также управление потоком.
Он не был запущен в идеальное время, поскольку, когда он прибыл, протоколы TCP / IP уже были реализованы. Поэтому многие предприятия поначалу не хотели его использовать.

Принципы эталонной модели OSI

Это очень сложная модель, и когда она была впервые реализована, она работала медленно и требовала больших затрат.
Некоторые уровни выполняют одни и те же услуги. Многие из 7 уровней предлагают адресацию, контроль ошибок, а также управление потоком.
Он не был запущен в идеальное время, поскольку, когда он прибыл, протоколы TCP / IP уже были реализованы. Поэтому многие предприятия поначалу не хотели его использовать.

Упрощенная модель OSI

Итак, что такое модель OSI? Модель OSI дает общее представление о том, как работают разные сети. Это происходит как с оборудованием, так и с приложениями для конечных пользователей. Это хорошо работающая модель, поскольку она дает программистам возможность точно увидеть, что не так в разных сетях, чтобы они могли точно определить определенные уровни для устранения неполадок.

Модель OSI была создана потому, что на заре создания компьютерных сетей определенные продукты и сети могли взаимодействовать только с сетями того же бренда и продукта.Например, компьютеры, произведенные IBM, могли связываться только с другими компьютерами и сетевыми устройствами, произведенными IBM. Это, конечно, привело к большой проблеме, так как сетевое взаимодействие должно было работать с множеством различных систем и устройств.

Это было не очень хорошо для бизнеса, поскольку люди были вынуждены покупать всю свою продукцию у одного производителя компьютеров. Были разработаны некоторые ведущие производители компьютерного оборудования в то время, которые согласились использовать или поддерживать сетевую модель, которая была независимой от производителя, вместе с их собственной сетевой моделью.

Модель OSI состоит из двух основных компонентов — базовой эталонной модели и протоколов. Здесь один из уровней в сети функционирует напрямую и взаимодействует с уровнями, находящимися непосредственно под ним, а также над ним. Это означает, что инструменты уровня 2 будут влиять на инструменты уровня 1 и 3 и взаимодействовать с ними.

Протоколы

дают разрешение каждому отдельному уровню, который использует конкретный хост, для связи с соответствующим ему уровнем на другом хосте.Протоколы предлагают возможность отправлять электронную почту из приложения уровня 7, такого как Gmail, из Бангкока в учетную запись Microsoft Outlook в Вашингтоне, округ Колумбия.

Какие 7 уровней модели OSI?

Многие спрашивают: «Сколько уровней содержит модель OSI?» Ответ на этот вопрос — семь разных слоев, каждый со своей функцией.

Как объяснялось выше, существует стек протоколов модели OSI, который позволяет различным уровням соответствовать друг другу на разных хостах.Рисунок модели OSI относится к семиуровневой модели, которая используется в сети.

На уровнях модели OSI есть разные устройства, например

Шлюзы (сеансовый уровень)
Межсетевые экраны (транспортный уровень)
Маршрутизаторы (сетевой уровень)
Коммутаторы, мосты, точки доступа (уровень канала передачи данных)
Концентраторы, сетевые адаптеры и кабели (физический уровень).

СПЕЦИАЛЬНЫЙ СОВЕТ: Простой способ запомнить эти слои: A ll P eople S eem T o N eed D ata P rocessing.Определены семь уровней модели OSI и описаны функции:

Ищете решение для сетевой безопасности?

СПЕЦИАЛЬНЫЙ СОВЕТ: Простой способ запомнить эти слои: A ll P eople S eem T o N eed D ata P rocessing. Определены и функционируют семь уровней модели OSI. объяснил:

Уровень 7 — Уровень приложения

Уровень приложений в модели OSI предоставляет интерфейс для конечного пользователя, который использует устройство, подключенное к сети.Пользователь видит все на этом уровне, когда дело доходит до загрузки приложения, такого как электронная почта. Через этот уровень происходит следующее: обмен электронными сообщениями, поддержка передачи файлов, электронная почта, просмотр веб-страниц в Интернете и возможность печати в сети.

Этот уровень является базовой службой, которая поддерживает такие программы и приложения, как Microsoft Outlook. Другими словами, протоколы Microsoft могут включать в себя POP3, IMAP4 и SMTP, которые являются протоколами, которые являются частью уровня приложения, поскольку все они поддерживают функцию электронной почты.Вот как электронная почта работает в модели OSI.

Здесь можно использовать программу эмуляции терминала для подключения к маршрутизатору модели OSI. Если это произойдет, в качестве базовой службы будет использоваться защищенная оболочка, которая будет частью прикладного уровня, а не само приложение эмуляции терминала.

Еще одна важная вещь, которая здесь происходит, — это реклама услуги, когда одно из сетевых устройств, желающих предложить услугу, сообщает другим сетевым устройствам об этой услуге.Примером может служить служба Apple AirPrint, которая представляет собой приложение, которое обнаруживает в сети Wi-Fi OSI Model принтеры, совместимые с ней.

Имейте в виду, что это не уровень, на котором появляются приложения, а, скорее, базовая служба, которая их поддерживает.

Уровень 6 — Уровень представления

На уровне представления в модели OSI происходит форматирование данных, например изображения jpeg. Очень важен вопрос «какой уровень модели OSI обращается к шифрованию данных?» ответ здесь.

В целях безопасности, если конфиденциальная информация пересылается по сети и оказывается перехваченной злоумышленником, она будет казаться им беспорядочной и неинтерпретированной. Шифрование предотвращает это.

По сути, этот уровень переводит и / или интерпретирует все сообщения, отправляемые через сеть.

Уровень 5 — уровень сеанса

Сеансовый уровень в модели OSI устанавливает все формы взаимодействия запросов и ответов.Он отвечает за настройку, поддержку и завершение сеанса. После установления сеанса можно обмениваться параметрами, которые будут использоваться во время сеанса.

Например, при настройке голосовых телефонных звонков будут проводиться переговоры относительно того, какие номера портов UDP будут использоваться для RTP (транспортного протокола реального времени), а также какой кодек и какой метод кодирования. будет использоваться голос. Все это происходит на сессионном уровне.

Поддержание сеанса означает обеспечение того, чтобы ничего не было сброшено, и если это произойдет, этот сеанс будет восстановлен.Разрыв сеанса означает, что все участники разговора прекращают общение одновременно.

Уровень 4 — Транспортный уровень

На этом транспортном уровне поток трафика будет управляться через сетевой уровень, чтобы обеспечить минимальную перегрузку, а также он проверяет наличие ошибок, обеспечивая высокое качество услуги путем повторной отправки данных, когда определенные данные были повреждены.

На этом уровне будут применяться популярные методы шифрования и защиты брандмауэра.Транспортный уровень в модели OSI сконцентрирован на двух протоколах: TCP (протокол управления передачей) и UDP (протокол дейтаграмм пользователя). Профессионалы отрасли считают TCP надежным протоколом, ориентированным на установление соединения.

Сообщение, которое отправляется получателю, называется SYN (синхронизация). Как только это сообщение получено, подтверждение, называемое ACK, отправляется обратно. Это называется синхронизацией и подтверждением (SYN-ACK), затем подтверждение (ACK) отправляется исходным мессенджером.UDP в модели OSI считается ненадежным протоколом или протоколом без установления соединения и в основном используется, когда возникают проблемы с накладными расходами. Окно также будет происходить на уровне 4, как и буферизация.

Уровень 3 — сетевой уровень

Сетевой уровень в модели OSI — это уровень маршрутизации, который координирует связанные части обмена данными, чтобы обеспечить передачу файлов. В то время как второй уровень обрабатывает способ передачи данных физическим уровнем, этот уровень организует эти данные для целей передачи и повторной сборки.Он обрабатывает все протоколы маршрутизации и находит лучший путь для доставки данных из одной сети в другую.

Сетевой уровень также отвечает за логическую адресацию, например, модель OSI IPv4 и модель OSI IPv6. Здесь маршрутизаторы, у которых есть порты, будут подключаться к коммутаторам, которые затем выходят на конечные устройства. Маршрутизатор принимает решения о пересылке на основе информации об IP-адресах.

Коммутация будет происходить на этом уровне, например коммутация пакетов, где происходит решение о пересылке или переключение пакета с входящего интерфейса на исходящий или исходящий интерфейс.На этом уровне также будут выполняться службы подключения, такие как управление потоком.

Уровень 2 — уровень канала передачи данных

Уровень канала данных в модели OSI разделен на два подуровня: подуровень MAC (управление доступом к среде) и подуровень LLC (управление логическим каналом). Уровень MAC охватывает физическую адресацию сетевого устройства, например MAC-адрес на интерфейсных картах. Это 48-битный адрес, который делает все карты уникальными по сравнению с другими картами на всех других устройствах.

Логическая топология, имеющая вид кольца, имеет место на уровне канала передачи данных. Используется метод передачи данных, и легко определить, требуется ли здесь какое-либо устранение неисправностей.

На подуровне LLC лежат службы подключения и синхронизации передачи, которые согласовываются, когда биты начинаются и заканчиваются. Возможные типы синхронизации:

Изохронная синхронизация — Где устройства ищут общее устройство, которое является внешним для синхронизации
Асинхронная синхронизация — Когда устройства используют свои собственные внутренние часы и в то же время используют один или несколько стартовых / стоповых битов
Синхронный Синхронизация — Когда и отправитель, и получатель совместно используют синхронизацию по отдельному каналу

На этом уровне вы найдете коммутаторы Ethernet для подключения принтеров, ПК и обычных сетевых устройств.

Здесь лежит метод, при котором информация сети разбивается на кадры и затем передается на физическом уровне. На этом уровне происходит обнаружение и исправление ошибок, а также определенная адресация, чтобы разные устройства могли отличаться друг от друга в более крупных системах.

Уровень 1 — Физический уровень

Физический уровень в модели OSI связан с тем, как представлены биты и как мы передаем их по сети.Уровень 1 относится ко всем физическим и электрическим характеристикам устройств.

Устройства, которые могут быть связаны с этим уровнем, — это кабели Ethernet, поскольку они являются компонентами физического уровня, поскольку по ним проходят биты, а также волоконно-оптические кабели для отправки данных и сетевые интерфейсные карты внутри компьютеров, которые кодируют данные, чтобы они могли быть отправленным по проводам и получать данные.

Другими примерами устройств являются телефонные кабели, которые используются для служб DSL и коммутируемого доступа, а также радиосигналы, используемые во всех формах беспроводной связи.

Функции физического уровня также включают преобразование сигналов во что-то, что может использовать другой уровень модели OSI, упоминаемое выше как бит, и изменение сигнала для многократного использования многими пользователями через одни и те же соединения.

Это также относится к нашим стандартам электропроводки и разъемам, которые мы используем для подключения к стенам, таким как разъем RJ45, который позволяет использовать 8 различных проводов в качестве проводников. Способ прокладки проводов основан на стандарте под названием T568B, который указывает определенные цвета, которые входят в соответствующие слоты.

Другой аспект этого уровня — физическая топология сети, например топология шины. Другие аспекты включают синхронизацию, стратегию мультиплексирования и использование полосы пропускания.

Здесь, на уровне 1, он преобразует электрические сигналы, а также физические носители, не оказывая никакого влияния на информацию, полученную по каналу. Однако вы также найдете более продвинутые медиаконвертеры на уровне канала передачи данных, уровень 2.

В поисках решения для сетевой безопасности

Модель OSI и модель TCP IP

Модель TCP / IP означает Internet Protocol Suite. Важно отметить, что модель OSI в настоящее время не используется, хотя на нее широко ссылаются; Вместо этого используется модель TCP / IP.Концепции идентичны, однако слои немного отличаются. Модель TCP / IP была впервые протестирована в 1975 году, а в марте 1982 года она использовалась во всех военных компьютерных сетях Министерства обороны США. DEC, IBM и AT&T были первыми гигантскими организациями, использовавшими TCP / IP. Он использовался в качестве стандарта протокола для ARPANET (предшественника Интернета) в 1983 году.

Разница между моделью OSI и моделью TCP IP

Как и модель OSI, модель TCP / IP — это модель, которая стандартизирует компьютерные сети.Однако, если модель OSI содержит 7 уровней, исходная модель TCP / IP содержит только 4.

Сходства между моделью OSI и моделью TCP IP

Обе модели содержат уровни приложения, транспорта, Интернета и канала. Они оба пронумерованы в порядке возрастания, однако направление зависит от того, идет ли трафик или отправляется.

В конце концов, к модели TCP / IP был добавлен пятый уровень, а также переименованный уровень.Канальный уровень был разделен на канальный и физический, а уровень Интернета теперь известен как сетевой уровень.

При сравнении уровней модели OSI и модели TCP / IP очевидно, что уровни приложения (уровень 7), представления (уровень 6) и сеанса (уровень 5) OSI / модели сжаты в Прикладной (уровень 5) уровень модели TCP / IP. Все остальные слои совпадают идентично.
Процесс инкапсуляции данных в модели OSI или модели TCP / IP происходит, когда к элементу данных добавляется определенная дополнительная информация, чтобы разместить на нем дополнительные функции.

Какая модель OSI Bluetooth?

В рамках технологии Bluetooth мобильные устройства подключаются по беспроводной сети на небольшом расстоянии и образуют PAN (Personal Area Network). Архитектура Bluetooth имеет свою собственную модель, которая не соответствует модели OSI или TCP / IP.
Он имеет физическое (радио и основная полоса), канал передачи данных (основная полоса, LMP, L2CAP), промежуточное ПО (протокол RFComm, команды AT и SDP, принятые протоколы) и приложение (все профили приложений, которые позволяют взаимодействовать с приложениями Bluetooth).

Что такое модель OSI DoD?

DoD расшифровывается как Министерство обороны. Как указано выше, в марте 1982 года модель TCP / IP использовалась во всех военных компьютерных сетях. Модель DoD — это уменьшенная версия модели OSI. Он сжат в четыре слоя. Эти слои следующие:

DoD Model

-Приложение, презентация и сеанс на уровне процессов / приложений
-Транспорт на уровне хоста
-Интернет-сеть
-Доступ к сети

Модель OSI

— Приложение, презентация и сеанс
— Транспорт
— Сеть
— Канал передачи данных, физический уровень

Модель OSI для чайников

Модель OSI состоит из семи уровней.Он состоит из двух сокращений: PDNTSPA (снизу / вверх) и APSTNDP (вверх / снизу). Лучший способ запомнить 7 уровней модели OSI — использовать первое сокращение: P lease D o N ot T hrow S alami P izza A way; второй акроним можно запомнить как A ll P eople S eem T o N eed D ata P rocessing.

Блок-схема модели OSI показывает, как данные передаются в модели OSI.Это пример потока данных:

Приложение, такое как Gmail, создает данные, которые отправляет конечный пользователь. Уровень приложения помещает поле заголовка / инкапсуляции, которое содержит информацию, такую как размер экрана, а также шрифты, и затем данные передаются на уровень 6.

Уровень 6 помещает информацию заголовка уровня презентации, которая затем будет преобразован, например, в ASCII, и эти новые данные будут передаваться на уровень 5.

Тот же процесс, что и описанный выше, применяется к сеансовому уровню, и вся информация, управляемая здесь, будет передана на уровень 4.

На транспортном уровне данные, полученные сегментом, будут помещены в заголовок, который будет передан на следующий уровень.

Уровень 3 размещает всю информацию сетевого уровня, например, адрес источника и пункта назначения, чтобы помочь этому уровню в определении наиболее успешного пути доставки пакетов, и все эти данные перейдут на уровень 2.

На этом уровне размещается информация заголовка и концевика уровня звена данных, гарантируя, что данные не повреждены, и эта информация затем перейдет на следующий уровень для передачи через носитель.

На этом физическом уровне (уровень 1) передаются все единицы и нули битового потока. Здесь будет выполняться битовая синхронизация, которая гарантирует, что информация о конечном пользователе собрана в точном порядке, в котором она была отправлена.

Все эти шаги будут выполняться в обратном порядке на полученном устройстве.

Основные преимущества Perimeter 81 для модели OSI

Адаптивная многоуровневая модель: изменения в одном слое не влияют на другие слои при условии, что границы раздела между слоями не меняются кардинально.Уровни в модели OSI различаются на основе служб, интерфейсов и протоколов.

поддерживает несколько протоколов: модель OSI поддерживает услуги как с установлением соединения, так и без установления соединения.

Независимая универсальная модель: Модель OSI является общей моделью и действует как инструмент руководства для разработки любой независимой сетевой модели, отличающейся от протокола TCP / IP, который основан на более конкретных и стандартных протоколах.

Часто задаваемые вопросы о модели OSI

Что такое модель OSI?

Модель OSI (Модель взаимодействия открытых систем) — это концептуальная структура, используемая для описания функций сетевой системы.Модель OSI определяет иерархическую архитектуру, которая логически разделяет функции, необходимые для поддержки межсистемной связи. Всего существует семь уровней, которые отвечают за конкретные задачи и функции.

Каковы 7 уровней модели OSI?

Уровень 7 — Приложение
Уровень 6 — Представление
Уровень 5 — Сеанс
Уровень 4 — Транспорт
Уровень 3 — Сеть
Уровень 2 — Канал передачи данных
Уровень 1 — Физический

Модель OSI против модели TCP IP

Основное различие между моделью OSI и моделью TCP / IP состоит в том, что модель OSI имеет семь уровней, тогда как модель TCP / IP состоит из четырех уровней (приложение, транспорт, Интернет и Доступ к сети).

Как протоколы реального мира соотносятся с моделью OSI?

Протокол модели OSI включает 7 уровней:

Уровень 7 — Приложение (SSH, FTP, Telnet)
Уровень 6 — Представление (HTTP, SNMP, SMTP)
Уровень 5 — Сеанс (RPC, именованные каналы, NETBIOS)
Уровень 4 — Транспортный (TCP, UDP)
Уровень 3 — Сеть (IP)
Уровень 2 — Канал передачи данных (Ethernet)
Уровень 1 — Физический (Cat-5)

Каковы функции уровня модели OSI?

Уровень 7 — Приложение — это уровень абстракции и то, что видит конечный пользователь.
Уровень 6 — Представление
Уровень 5 — Сеанс
Уровень 4 — Транспорт
Уровень 3 — Сеть
Уровень 2 — Канал передачи данных
Уровень 1 — Физический

Что такое модель OSI? 7 слоев подробно объяснены

Уровень 4: Транспортный уровень

Транспортный уровень отвечает за доставку , проверку ошибок, управление потоком и упорядочение пакетов данных . Он регулирует последовательность, размер и передачу данных между системами и хостами. Он получает данные с сеансового уровня и разбивает их на переносимые сегменты.

Двумя примерами транспортного уровня являются UDP (протокол дейтаграмм пользователя) и TCP (протокол управления передачей) , который построен на основе Интернет-протокола (модель IP), который работает на уровне 3.

Уровень 5: Сеансовый уровень

Сеансовый уровень будет создавать каналы связи, называемые сеансами , между различными устройствами. Этот уровень отвечает за открытие этих сеансов и обеспечение их работоспособности во время передачи данных.

Другими словами, уровень сеанса отвечает за установление, управление и завершение сеансов связи с нижними уровнями с уровнем представления и уровнем приложений. Он также отвечает за аутентификацию и переподключение и может устанавливать контрольные точки во время передачи данных — если.

Уровень 6: Уровень представления

Уровень представления отвечает за то, чтобы данные были понятны для конечной системы или полезны на более поздних этапах.Он переводит или форматирует данные на основе синтаксиса или семантики приложения. Он также управляет любым шифрованием или дешифрованием, требуемым на уровне приложения. Он также называется уровнем синтаксиса .

Уровень 7: Уровень приложения

Прикладной уровень — это место, где пользователь напрямую взаимодействует с программным приложением, поэтому он ближе всего к конечному пользователю . Когда пользователь хочет передать файлы или изображения, этот уровень взаимодействует с приложением, взаимодействующим с сетью.Уровень приложений определяет ресурсы, партнеров по обмену данными и синхронизирует обмен данными.

Другими функциями прикладного уровня являются доступ к сетевому виртуальному терминалу и передаче файлов FTAM, а также почтовые службы / службы каталогов. Используемый протокол зависит от информации, которую пользователь хочет отправить. Некоторые распространенные протоколы включают:

POP3 или SMTP для электронной почты
FTP для электронной почты
Telnet для управления удаленными устройствами

Примерами коммуникаций, использующих уровень 7, являются веб-браузеры (Chrome, Firefox, Safari).

Пример потока данных

Вот как данные проходят через модель OSI. Допустим, вы отправили электронное письмо другу. Ваша электронная почта проходит через уровень приложения на уровень представления . Этот слой сжимает ваши данные.

Затем сеансовый уровень инициализирует связь. Затем он будет сегментирован на транспортном уровне, разбит на пакеты на сетевом уровне, а затем на кадры на уровне канала данных.Затем он будет отправлен на физический уровень , где он преобразуется в нули и единицы и отправляется через физический носитель, такой как кабели.

Когда ваш друг получает электронное письмо через физический носитель, данные проходят через те же уровни , но в обратном порядке . Физический уровень преобразует 0 и 1 в кадры, которые будут переданы на уровень канала данных. Это соберет кадры в пакеты для следующего уровня.

Сетевой уровень объединит сегменты в данные.Затем данные передаются на уровень представления, который завершает сеанс связи. Уровень представления затем передаст данные на уровень приложения. Уровень приложения передает удобочитаемые данные в программу электронной почты, которая позволит вашему другу читать вашу электронную почту.

Какой уровень модели osi предназначен для определения маршрута передачи данных: Уровни эталонной модели OSI

Уровни модели OSI

Уровни модели OSI

Прикладной уровень (

Уровень представления (

Сеансовый уровень (

Транспортный уровень (

Сетевой уровень (

Канальный уровень (

Физический уровень (

Таблица 7-и уровневой модели OSI

ЭМВОС — это… Что такое ЭМВОС?

Сеансовый уровень (англ.

Транспортный уровень (англ.

Сетевой уровень (англ.

Канальный уровень (англ.

Физический уровень (англ.

Модель OSI и реальные протоколы

Семейство TCP/IP

Семейство IPX/SPX

Модель DOD

См. также

Источники

В чем разница между уровнем канала передачи данных и уровнем канала передачи данных?

3 ответа

Похожие вопросы:

Представительный уровень модели osi. Сетевая модель OSI (Open System Interconnection)

Описание уровней сетевой модели

Модель TCP IP

Уровни модели OSI

Прикладной уровень (

Уровень представления (

Сеансовый уровень (

Транспортный уровень (

Сетевой уровень (

Канальный уровень (

Физический уровень (

Таблица 7-и уровневой модели OSI

Задачи компьютера ОТПРАВИТЕЛЯ:

Задачи компьютера ПОЛУЧАТЕЛЯ:

7. Прикладной уровень (Application Layer)

6. Уровень представления (Presentation Layer)

5. Сеансовый уровень (Session Layer)

4. Транспортный уровень (Transport Layer)

3. Сетевой уровень (Network Layer)

2. Канальный уровень (Data Link Layer)

1. Физический уровень (Transport layer)

Стеки протоколов

Терминология при обозначении блока данных

Уровни модели osi

Читайте также…

Модель osi транспортный сетевой канальный. Что такое сетевая модель OSI. Уровни модели OSI

Уровни модели OSI

Прикладной уровень (

Уровень представления (

Сеансовый уровень (

Транспортный уровень (

Сетевой уровень (

Канальный уровень (

Физический уровень (

Таблица 7-и уровневой модели OSI

Задачи компьютера ОТПРАВИТЕЛЯ:

Задачи компьютера ПОЛУЧАТЕЛЯ:

7. Прикладной уровень (Application Layer)

6. Уровень представления (Presentation Layer)

5. Сеансовый уровень (Session Layer)

4. Транспортный уровень (Transport Layer)

3. Сетевой уровень (Network Layer)

2. Канальный уровень (Data Link Layer)

1. Физический уровень (Transport layer)

Стеки протоколов

Терминология при обозначении блока данных

Описание уровней сетевой модели

Модель TCP IP

Характеристика популярных стеков коммуникационных протоколов

Стек OSI

Стек TCP/IP

Стек IPX/SPX

Стек NetBIOS/SMB

Лучший ответ: Какой протокол относится к прикладному уровню?