Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?

Содержание

Сетевая модель OSI и ее 7 уровней: обзор с примерами от Бородача

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?

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

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

Модели OSI позволяют взаимодействовать устройствам в компьютерной сети по определенным правилам и протоколам. Если раскрыть расшифровку аббревиатуры термина, то получится английская надпись: «Open Systems Interconnection Basic Reference Model», – что дословно можно перевести как: «Эталонная Модель Взаимодействия Открытых Систем». В модели существует 7 уровней, которые используются для передачи информации от одного устройства к другому.

Уровни

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

Источник: https://WiFiGid.ru/poleznoe-i-interesnoe/setevaya-model-osi

Модели OSI — пособие для начинающих — asp24.ru

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?

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

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

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

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

Рассмотрим каждый уровень Модели OSI подробнее

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

Источник: https://asp24.ru/novichkam/modeli-osi-posobie-dlya-nachinayuschih/

Уровни эталонной модели osi

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?
Подробности 02 Апрель 2015 48702

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.81 [574 Голоса (ов)]

Рассмотрим в данной статье назначение уровней эталонной модели osi, с подробным описанием каждого из семи уровней модели.

Процесс организации принципа сетевого взаимодействия, в компьютерных сетях, довольно-таки сложная и непростая задача, поэтому для осуществления этой задачи решили использовать хорошо известный и универсальный подход — декомпозиция.

Декомпозиция — это научный метод, использующий разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач — серий (модулей), связанных между собой.

Многоуровневый подход:

  • все модулей дробятся на отдельные группы и сортируются по уровням, тем самым создавая иерархию;
  • модули одного уровня для осуществления выполнения своих задач посылает запросы только к модулям непосредственно примыкающего нижележащего уровня;
  • включается работу принцип инкапсуляции – уровень предоставляет сервис, пряча от других уровней детали его реализации.

На Международную Организацию по Стандартам (International Standards Organization, ISO, созданная в 1946 году) возложили задачу создания универсальной модели, которая четко разграничит и определит различные уровни взаимодействия систем, с поименованными уровнями и с наделением каждого уровня своей конкретной задачи. Эту модель назвали моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI .

Читайте также  Как настроить точку доступа на ноутбуке Windows 10?

Эталонная Модель Взаимосвязи Открытых Систем (семиуровневая модель osi) введена в 1977 г.

После утверждения данной модели, проблема взаимодействия была разделена (декомпозирована) на семь частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других.

Уровни эталонной модели OSI представляют из себя вертикальную структуру, где все сетевые функции разделены между семью уровнями. Следует особо отметить, что каждому такому уровню соответствует строго описанные операции, оборудование и протоколы.

Взаимодействие между уровнями организовано следующим образом:

  • по вертикали — внутри отдельно взятой ЭВМ и только с соседними уровнями.
  • по горизонтали — организовано логическое взаимодействие — с таким же уровнем другого компьютера на другом конце канала связи (то есть сетевой уровень на одном компьютере взаимодействует с сетевым уровнем на другом компьютере).

Так как семиуровневая модель osi состоит из строгой соподчиненной структуры, то любой более высокий уровень использует функции нижележащего уровня, причем распознает в каком именно виде и каким способом (т.е. через какой интерфейс) нужно передавать ему поток данных.

Рассмотрим, как организуется передача сообщений по вычислительной сети в соответствии с моделью OSI. Прикладной уровень — это уровень приложений, то есть данный уровень отображается у пользователя в виде используемой операционной системы и программ, с помощью которой выполняется отправка данных. В самом начале именно прикладной уровень формирует сообщение, далее оно передается представительному уровню, то есть спускается вниз по модели OSI.

Представительный уровень, в свою очередь, проводит анализ заголовка прикладного уровня, выполняет требуемые действия, и добавляет в начало сообщения свою служебную информацию, в виде заголовка представительного уровня, для представительного уровня узла назначения.

Далее движение сообщения продолжается вниз, спускается к сеансовому уровню, и он, в свою очередь, также добавляет свои служебные данные, в виде заголовка вначале сообщения и процесс продолжается, пока не достигнет физического уровня.

Следует отметить, что помимо добавления служебной информации в виде заголовка вначале сообщения, уровни могут добавлять служебную информацию и в конце сообщения, который называется «трейлер».

Когда сообщение достигло физического уровня, сообщение уже полностью сформировано для передачи по каналу связи к узлу назначения, то есть содержит в себе всю служебную информацию добавленную на уровнях модели OSI.

Помимо термина «данные» (data), которое используется в модели OSI на прикладном, представительном и сеансовом уровнях, используются и другие термины на других уровнях модели OSI, чтобы можно было сразу определить на каком уровне модели OSI выполняется обработка.

В стандартах ISO для обозначения той или иной порции данных, с которыми работают протоколы разных уровней модели OSI, используется общее название — протокольный блок данных (Protocol Data Unit, PDU). Для обозначения блоков данных определенных уровней часто используются специальные названия: кадр (frame), пакет (packet), сегмент (segment).

Функции физического уровеня

  • на этом уровне стандартизируются типы разъемов и назначение контактов;
  • определяется, каким образом представляются «0» и «1»;
  • интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством (передает электрические или оптические сигналы в кабель или радиоэфир, принимает их и преобразует в биты данных);
  • функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети;
  • оборудование, работающее на физическом уровне: концентраторы;
  • Примеры сетевых интерфейсов, относящихся к физическому уровню: RS-232C, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI, ВNС .

Функции канального уровня

  • нулевые и единичные биты Физического уровня организуются в кадры — «frame». Кадр является порцией данных, которая имеет независимое логическое значение;
  • организация доступа к среде передачи;
  • обработка ошибок передачи данных;
  • определяет структуру связей между узлами и способы их адресации;
  • оборудование, работающее на канальном уровне: коммутаторы, мосты;
  • примеры протоколов, относящихся к канальному уровню: Ethernet , Token Ring , FDDI, Bluetooth , Wi-Fi , Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.

Для ЛВС канальный уровень разбивается на два подуровня:

  • LLC (LogicalLinkControl) –отвечает за установление канала связи и за безошибочную посылку и прием сообщений данных;
  • MAC (MediaAccessControl) – обеспечивает совместный доступ сетевых адаптеров к физическому уровню, определение границ кадров, распознавание адресов назначения (например, доступ к общей шине).

Функции сетевого уровня

  • Выполняет функции:
    • определения пути передачи данных;
    • определения кратчайшего маршрута;
    • коммутации ;
    • маршрутизации ;
    • отслеживания неполадок и заторов в сети.
  • Решает задачи:
    • передача сообщений по связям с нестандартной структурой;
    • согласование разных технологий;
    • упрощение адресации в крупных сетях;
    • создание барьеров на пути нежелательного трафика между сетями.
  • Оборудование, работающее на сетевом уровне: маршрутизатор.

  • Виды протоколов сетевого уровня:
    • сетевые протоколы (продвижение пакетов через сеть: IP , ICMP );
    • протоколы маршрутизации: RIP, OSPF;
    • протоколы разрешения адресов ( ARP ).

Функции транспортного уровня модели osi

  • обеспечивает приложениям (или прикладному и сеансовому уровням) передачу данных с требуемой степенью надежности, компенсирует недостатки надёжности более низких уровней;
  • мультиплексирование и демультиплексирование т.е. сбора и разборка пакетов;
  • протоколы предназначены для взаимодействия типа «точка—точка»;
  • начиная с данного уровня, протоколы реализуются программными средствами конечных узлов сети — компонентами их сетевых ОС;
  • примеры: протоколы TCP , UDP .

Функции сеансового уровня

  • поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время;
  • создание/завершение сеанса;
  • обмен информацией;
  • синхронизация задач;
  • определение права на передачу данных;
  • поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
  • синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при сбоях.

Функции представительного уровня

  • отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям;
  • возможно осуществление:
  • сжатия/распаковки или кодирования/декодирования данных;
  • перенаправления запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.
  • пример: протокол SSL (обеспечивает секретных обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня TCP/IP).

Функции прикладного уровня модели osi

  • является набором разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, организуют совместную работу;
  • обеспечивает взаимодействие сети и пользователя;
  • разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты;
  • отвечает за передачу служебной информации;
  • предоставляет приложениям информацию об ошибках;
  • пример: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

Сетезависимые и сетенезависимые уровни семиуровневой модели osi

По своим функциональным возможностям семь уровней модели OSI можно отнести к одной из двух групп:

  • группа, в которой уровни зависят от конкретной технической реализации компьютерной сети. Физический, канальный и сетевой уровни — являются сетезависимыми, другими словами эти уровни неразрывно связаны с конкретным используемым сетевым оборудованием.
  • группа, в которой уровни в основном ориентированы на работу с приложениями. Сеансовый, представительный и прикладной уровни — ориентированы на используемые приложения и практически не зависят от того, какое именно сетевое оборудование используется в компьютерной сети, то есть сетенезависимые.

Вас также могут заинтересовать:

Источник: http://just-networks.ru/osnovy-setej-peredachi-dannykh/model-osi

Компьютерная Энциклопедия

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?
ПодробностиРодительская 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:

  1. Физический — бит;
  2. Канальный — кадр;
  3. Сетевой — пакет;
  4. Транспортный — сегменты/дейтаграммы;
  5. Сеансовый — сеанс;
  6. Представительский — поток;
  7. Прикладной — данные

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

Источник: http://perscom.ru/network/157-osi/781-osi

Туториал по компьютерным сетям. Часть 6. Модель OSI или ОСИ

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?

OSI расшифровывается как Open System Interconnection — эталонная модель, которая описывает, как информация из программного приложения на одном компьютере перемещается через физический носитель к программному приложению на другом компьютере. OSI состоит из семи уровней, и каждый уровень выполняет определенную сетевую функцию.

Модель OSI была разработана Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1984 году, и теперь она рассматривается как архитектурная модель для межкомпьютерных коммуникаций. Модель OSI делит всю задачу на семь небольших и управляемых задач. Каждому слою назначается определенная задача.

Каждый уровень является автономным, поэтому задача, назначенная каждому уровню, может выполняться независимо.

Характеристики модели OSI:

· Модель OSI разделена на два уровня: верхние и нижние уровни.· Верхний уровень модели OSI в основном связан с проблемами приложений, и они реализованы только в программном обеспечении. Уровень приложений наиболее близок к конечному пользователю. И конечный пользователь, и прикладной уровень взаимодействуют с программными приложениями.

Верхний слой относится к слою чуть выше другого слоя.· Нижний уровень модели OSI занимается проблемами передачи данных. Канальный уровень и физический уровень реализованы в аппаратном и программном обеспечении. Физический уровень является самым низким уровнем модели OSI и наиболее близок к физической среде.

Физический уровень в основном отвечает за размещение информации на физическом носителе.

Функции уровней OSI

Есть семь уровней OSI. Каждый слой имеет разные функции. Список из семи слоев приведен ниже:

1. Физический слой, Уровень приложений, так же называют прикладной2. Уровень представления3. Сессионный слой4. Транспортный уровень5. Сетевой уровень6. Канал данных, так же называют канальным

7. Физический слой,

Физический слой

Основная функциональность физического уровня заключается в передаче отдельных битов от одного узла к другому узлу.
Это самый низкий уровень модели OSI.

· Он устанавливает, поддерживает и деактивирует физическую связь. Он определяет механические, электрические и процедурные характеристики сетевого интерфейса.Функции физического уровня:· Конфигурация линии: определяет способ физического соединения двух или более устройств.· Передача данных : определяет режим передачи между двумя устройствами в сети: симплексный, полудуплексный или полудуплексный.· Топология : определяет способ организации сетевых устройств.· Сигналы: определяет тип сигнала, используемого для передачи информации.Канальный

1. Этот слой отвечает за безошибочную передачу кадров данных. Он определяет формат данных в сети, обеспечивает надежную и эффективную связь между двумя или более устройствами, отвечает за уникальную идентификацию каждого устройства, которое находится в локальной сети.

Уровень содержит содержит два подслоя:1)Уровень управления логической связью: Отвечает за передачу пакетов на сетевой уровень принимающего получателя. Так же идентифицирует адрес протокола сетевого уровня из заголовка. Это также обеспечивает управление потоком.

2)Уровень контроля доступа к медиа: Уровень управления доступом к среде является связующим звеном между уровнем управления логическим каналом и физическим уровнем сети.

Он используется для передачи пакетов по сети.

Функции канального уровня

  • Кадрирование: канальный уровень преобразует необработанный битовый поток физического объекта в пакеты, известные как кадры. Уровень передачи данных добавляет заголовок и трейлер к фрейму. Заголовок, который добавляется к фрейму, содержит аппаратный адрес назначения и адрес источника.
  • Физическая адресация: канальный уровень добавляет заголовок к фрейму, который содержит адрес назначения. Кадр передается по адресу назначения, указанному в заголовке.
  • Управление потоком: управление потоком является основной функциональностью уровня канала передачи данных. Это метод, с помощью которого поддерживается постоянная скорость передачи данных с обеих сторон, чтобы не повредить данные. Это гарантирует, что передающая станция, такая как сервер с более высокой скоростью обработки, не превышает принимающую станцию, с более низкой скоростью обработки.
  • Контроль ошибок: Контроль ошибок достигается путем добавления вычисленного значения CRC (англ. Cyclic redundancy check), которое помещается в трейлер уровня звена данных, который добавляется в кадр сообщения перед его отправкой на физический уровень. Принцип работы CRC такова: два устройства работают по стандарту — одно передающее другое принимающее, оба формируют поле для внесения контрольной суммы — отправитель пишут сумму получатель проверяет сумму, если сумма не совпадает — кадр отбрасывается, после чего получатель отправляет подтверждение для повторной передачи поврежденных кадров.
  • Контроль доступа: когда два или более устройств подключены к одному и тому же каналу связи, протоколы уровня канала передачи данных используются для определения того, какое устройство имеет контроль над каналом в данный момент времени.
Читайте также  Как заблокировать доступ к приложениям?

Сетевой уровень.

Это уровень 3, который управляет адресацией устройств, отслеживает расположение устройств в сети. Он определяет наилучший путь для перемещения данных из источника в место назначения в зависимости от состояния сети, приоритета обслуживания и других факторов.

Канальный уровень передачи данных отвечает за маршрутизацию и пересылку пакетов. Маршрутизаторы — это устройства уровня 3, они указаны на этом уровне и используются для предоставления услуг маршрутизации в пределах межсетевого взаимодействия.

Протоколы, используемые для маршрутизации сетевого трафика, называются протоколами сетевого уровня. Примерами протоколов являются IPV4 и Ipv6.

Функции сетевого уровня:

  • Межсетевое взаимодействие: межсетевое взаимодействие является основной обязанностью сетевого уровня. Это обеспечивает логическую связь между различными устройствами.
  • Адресация: Сетевой уровень добавляет адрес источника и назначения в заголовок кадра. Адресация используется для идентификации устройства в интернете.
  • Маршрутизация. Маршрутизация является основным компонентом сетевого уровня и определяет оптимальный оптимальный путь из нескольких путей от источника к месту назначения.
  • Пакетирование: сетевой уровень получает пакеты от верхнего уровня и преобразует их в пакеты. Этот процесс известен как Пакетирование. Это достигается с помощью интернет-протокола (IP).

Транспортный уровень

Транспортный уровень — это Уровень 4, гарантирующий, что сообщения передаются в том порядке, в котором они были отправлены, и нет дублирования данных. Основная ответственность транспортного уровня заключается в полной передаче данных. Он получает данные из верхнего уровня и преобразует их в меньшие единицы, известные как сегменты.

Этот уровень можно назвать сквозным уровнем, поскольку он обеспечивает двухточечное соединение между источником и пунктом назначения для надежной доставки данных.

Два протокола, используемые на этом уровне:

  1. Протокол управления передачейЭто стандартный протокол, который позволяет системам общаться через Интернет.Он устанавливает и поддерживает связь между хостами.

    Когда данные отправляются через соединение TCP, тогда протокол TCP делит данные на более мелкие единицы, известные как сегменты. Каждый сегмент проходит через Интернет, используя несколько маршрутов, и они прибывают в пункт назначения в разных порядках. Протокол управления передачей переупорядочивает пакеты в правильном порядке на принимающей стороне.

  2. Протокол пользовательских датаграммПротокол пользовательских дейтаграмм — это протокол транспортного уровня.Это ненадежный транспортный протокол, так как в этом случае получатель не отправляет подтверждение при получении пакета, отправитель не ожидает подтверждения. Следовательно, это делает протокол ненадежным.

Функции транспортного уровня:

  • Адресация точки обслуживания: компьютеры запускают несколько программ одновременно, по этой причине происходит передача данных из источника в место назначения не только с одного компьютера на другой компьютер, но и от одного процесса к другому процессу. Транспортный уровень добавляет заголовок, который содержит адрес, известный как адрес точки обслуживания или адрес порта. Ответственность сетевого уровня заключается в передаче данных с одного компьютера на другой компьютер, а ответственность транспортного уровня — в передаче сообщения правильному процессу.
  • Сегментация и повторная сборка: когда транспортный уровень получает сообщение от верхнего уровня, он разделяет сообщение на несколько сегментов, и каждому сегменту присваивается порядковый номер, который уникально идентифицирует каждый сегмент. Когда сообщение прибыло в пункт назначения, тогда транспортный уровень повторно собирает сообщение на основе их порядковых номеров.
  • Управление соединением: Транспортный уровень предоставляет две службы: служба, ориентированная на соединение, и служба без соединения.
  1. Служба без установления соединения обрабатывает каждый сегмент как отдельный пакет, и все они перемещаются по разным маршрутам, чтобы достичь пункта назначения.
  2. Служба, ориентированная на установление соединения, устанавливает соединение с транспортным уровнем на машине назначения — до доставки пакетов. В сервисе, ориентированном на соединение, все пакеты передаются по одному маршруту.
  • Управление потоком: транспортный уровень также отвечает за управление потоком.
  • Контроль ошибок: Транспортный уровень также отвечает за контроль ошибок. Контроль ошибок выполняется сквозным, а не по одной ссылке. Транспортный уровень отправителя гарантирует, что сообщение достигнет пункта назначения без каких-либо ошибок.

Сессионный слой

Это уровень 3 в модели OSI. Сеансовый уровень используется для установления, поддержания и синхронизации взаимодействия между устройствами связи.Функции сессионного слоя:

  • Диалоговое управление: Сеансовый уровень действует как диалоговый контроллер, который создает диалог между двумя процессами, или мы можем сказать, что он обеспечивает связь между двумя процессами, которые могут быть либо полудуплексными, либо полнодуплексными.
  • Синхронизация: Сеансовый уровень добавляет некоторые контрольные точки при передаче данных в последовательности. Если во время передачи данных произойдет какая-либо ошибка, то передача будет повторяться с контрольной точки. Этот процесс известен как Синхронизация и восстановление.

Уровень представления

Уровень представления в основном касается синтаксиса и семантики информации, которой обмениваются две системы.Он действует как переводчик данных для сети.Этот слой является частью операционной системы, которая преобразует данные из одного формата представления в другой формат.Уровень представления также известен как уровень синтаксиса.

Функции презентационного слоя:

  • Перевод: процессы в двух системах обмениваются информацией в виде символьных строк, чисел и так далее. Разные компьютеры используют разные методы кодирования, уровень представления управляет взаимодействием между различными методами кодирования. Он преобразует данные из зависимого от отправителя формата в общий формат и изменяет общий формат в зависимый от получателя формат на принимающей стороне.
  • Шифрование. Шифрование необходимо для обеспечения конфиденциальности. Шифрование — это процесс преобразования передаваемой отправителем информации в другую форму и отправки полученного сообщения по сети.
  • Сжатие — это процесс сжатия данных, т.е. Сокращение числа передаваемых битов. Сжатие данных очень важно в мультимедиа, таких как текст, аудио, видео.

Уровень приложений

Прикладной уровень служит окном для пользователей и процессов приложений для доступа к сетевому сервису.Он решает такие вопросы, как прозрачность сети, распределение ресурсов и т. Д.Прикладной уровень не является приложением, но он выполняет функции прикладного уровня.Этот уровень предоставляет сетевые услуги конечным пользователям.Функции прикладного уровня:

  • Передача, доступ и управление файлами (FTAM): прикладной уровень позволяет пользователю получать доступ к файлам на удаленном компьютере, извлекать файлы с компьютера и управлять файлами на удаленном компьютере.
  • Почтовые службы: прикладной уровень предоставляет средства для пересылки и хранения электронной почты.
  • Службы каталогов: приложение предоставляет источники распределенной базы данных и используется для предоставления этой глобальной информации о различных объектах.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5e246f04df944400b9510264/tutorial-po-kompiuternym-setiam-chast-6-model-osi-ili-osi-5e988ab5f3d5e70a231774bd

Уровни модели OSI

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?

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

Уважающий себя системный администратор должен хорошо разбираться в сетевых терминах

Сетевая модель OSI

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

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

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

Уровни OSI

Модель содержит в себе семь упрощённых этапов:

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

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

Перейдём к непосредственному знакомству с уровнями.

Физический уровень

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

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

Канальный уровень

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

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

Сетевой уровень

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

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

Транспортный уровень

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

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

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

Сеансовый уровень

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

Представительский уровень

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

Читайте также  Как разрешить доступ к сайту через брандмауэр?

Прикладной уровень

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

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

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

Источник: https://nastroyvse.ru/net/inter/urovni-modeli-osi.html

Простое пособие по сетевой модели OSI для начинающих

Какой уровень модели OSI организует доступ к среде передачи данных?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Второй уровень, канальный (data link layer, L2)

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

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

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

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

Третий уровень, сетевой (network layer, L3)

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

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

Четвертый уровень, транспортный (transport layer, L4)

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

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

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

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

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

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

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

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

Пятый уровень, сеансовый (session layer, L5)

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

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

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

Шестой уровень, представления данных (presentation layer, L6)

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

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

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

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

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

Критика модели OSI

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник: https://selectel.ru/blog/osi-for-beginners/