Модель OSI

1.

Модель OSI

2.

• OSI (Open Systems Interconnection) — концептуальная модель взаимодействия
открытых систем, которая объединяет все коммуникационные функции
вычислительных или телекоммуникационных систем. OSI демонстрирует, как
компьютеры или другие типы систем коммуницируют друг с другом.
• Поскольку каждая система имеет свои технологические особенности и работает с
разными телекоммуникационными протоколами, поставить ее в один ряд с
системой с теми же характеристиками может оказаться очень сложно. Именно для
этого нам и нужна модель OSI — для создания универсального стандарта связи
между устройствами. Например, OSI позволяет нам отправить электронное письмо
с мобильного устройства на настольный ПК и наоборот.
• Модель OSI состоит из 7 взаимозависимых слоев (уровней), каждый из которых
описывает путь данных от одной машины к другой. Каждый уровень выполняет
определенные функции, которые решают проблемы передачи данных, такие как
физическая адресация, контроль доступа, маршрутизация, повторная сборка
данных и многое другое. Мы познакомимся с ними в статье. Модель OSI состоит
из следующих уровней:

3.

• Уровень 1: Физический (Physical).
• Уровень 2: Канальный (Data link).
• Уровень 3: Сетевой (Network).
• Уровень 4: Транспортный (Transport).
• Уровень 5: Сеансовый (Session).
• Уровень 6: Уровень представления (Presentation).
• Уровень 7: Прикладной (Application).

4.

Физический уровень (уровень 1)
• Первый уровень OSI описывает физическую среду, необходимую для
передачи необработанных двоичных данных между узлами (т. е.
машинами). Физический уровень, помимо прочих, включает следующие
компоненты:
• характеристика кабеля (например, тонкий коаксиальный кабель, витая пара
категорий 3, 4, 5, оптоволокно);
• повторитель;
• сетевой адаптер;
• адаптер главной шины;
• контроллер сетевого интерфейса (сетевая плата);
• беспроводные технологии
• Протоколы уровня 1 — RS-232, PON, DSL, Bluetooth, USB, Ethernet, ИКпорт и т. д.

5.

Канальный уровень (уровень 2)
• Канальный уровень (Data Link Layer, DLL) помогает понять, как отправлять данные с одного узла на
другой через физический уровень (уровень 1). Например, первый уровень работает с битами и
символами, а второй уровень обрабатывает кадры (контейнеры для сетевых пакетов).
• Поскольку канальный уровень построен поверх физического уровня, он должен гарантировать, что
данные, отправленные с одного узла, действительно достигают другого узла без ошибок. Поскольку
второй уровень обрабатывает все: от передачи до контроля ошибок, ему нужны дополнительные
усилия в виде двух подуровней: LLC (управление логическим каналом) и MAC (управление доступом
к среде). Давайте подробнее рассмотрим каждый из них.

6.

Сетевой уровень (уровень 3)
• Этот уровень позволяет устройствам, расположенным в разных сетях, взаимодействовать друг с другом. Сетевой уровень
использует IP-адреса и маршрутизацию пакетов для обеспечения того, чтобы правильное сообщение достигло нужной
стороны.
• Протоколы уровня 3 — Ipv4, IPv6, ICMP, IPX, PLP, AppleTalk и т.д.
• Функции сетевого уровня
• Маршрутизация
• Кратчайшее расстояние между двумя точками — это прямая линия, но в сетях это работает иначе, потому что иногда
кратчайший маршрут может оказаться нежизнеспособным. Чтобы решить эту проблему, сетевой уровень использует
протоколы для построения наилучшего возможного маршрута.
• Логическая адресация
• IP относится к сетевому уровню так же, как MAC относится к канальному уровню. IP позволяет системе
идентифицировать каждый хост, подключенный к объединенной сети, и разработать схему адресации. Подобно
физической адресации на втором уровне, при логической адресации IP-адреса отправителя и получателя будут
помещены в заголовок.

7.

Транспортный уровень (уровень 4)
Транспортный уровень обрабатывает все, что связано с транспортировкой пакетов. Это включает в себя сквозную доставку, подтверждение
успешной передачи данных и контроль потока и ошибок. Задача четвертого уровня заключается в повторной передаче данных в случае
обнаружения ошибки. Поскольку это программно-ориентированный слой, помимо обычных функций, в нем есть еще и службы.
Протоколы уровня 4 — TCP, UDP, SCTP, DCCP, SPX.
Функции транспортного уровня
Сегментация и повторная сборка
В большинстве случаев сообщение, передаваемое между отправителем и получателем, может быть слишком большим, чтобы быть
переданным за один сеанс. Транспортный уровень использует функцию сегментации, чтобы разбить сообщение, переданное с сеансового
уровня (уровень 5). Разбитое сообщение затем отправляется ниже на транспортный уровень (уровень 4), который повторно собирает
сообщение.
Адресация точки обслуживания
Сетевые функции используют множество приложений и процессов. Чтобы узнать, какое именно приложение должно получить сообщение,
используется адресация точки обслуживания Эта функция позволяет транспортному уровню добавлять к заголовку сообщения специальный
тип адреса. Так уровень точно узнает, куда должно быть доставлено сообщение. Этот адрес называется адресом точки обслуживания
(адресом порта).

8.

Сеансовый уровень (уровень 5)
• Сеансовый уровень является вторым хост-уровнем (программно-ориентированным) и отвечает за безопасность,
аутентификацию, обслуживание сеанса и установление соединения.
• Протоколы уровня 5 — NetBIOS, SAP, PPTP, RTP, SOCKS и т.д.
• Функции сеансового уровня
• Установка и завершение сеанса
• Сеансовый уровень сообщает двум сторонам (отправителю и получателю), как взаимодействовать, а также как
устанавливать и завершать связь.
• Синхронизация
• Механизм контроля ошибок сеансового уровня позволяет процессу добавлять контрольные точки (флаги) в передачу,
чтобы идентифицировать и исправлять любые несоответствия по метке.
• Диалоговое управление
• Сеансовый уровень может «заставить» процесс передавать сообщения в полудуплексном или полнодуплексном режиме.

9.

Уровень представления (уровень 6)
Этот уровень отвечает за перевод информации, полученной с прикладного уровня (уровня 7). По этой причине уровень представления
также называют уровнем перевода. Другими словами, уровень 6 представляет данные в понятном человеку и машине виде, включая текст,
изображения и аудио/видеоданные.
Протоколы уровня 6 — MIME, XDR, ASN.1, ASCII, PGP.
Функции уровня представления
Перевод
Уровень представления переводит текст из одной кодировки в другую. Например, из ASCII в обычный текст.
Шифрование/дешифрование
Шифрование означает использование ключа для преобразования обычного текста в зашифрованный текст и использование того же ключа
для расшифровки сообщения.
Сжатие
Уровень представления использует функцию сжатия для удаления нескольких битов из сообщения, чтобы сделать передачу более плавной.

10.

Прикладной уровень (уровень 7)
• Уровень приложения (уровень рабочего стола) — это среда, где мы можем фактически работать с уровнями OSI. Сюда
входят браузеры, почтовые клиенты, игры, видеоплееры и многое другое.
• Протоколы уровня 7 — SIP, DNS, FTP, Gopher, HTTP, NFS, SMTP, Telnet, DHCP и т.д.
• Функции прикладного уровня
• Сетевой виртуальный терминал (Network Virtual Terminal, NVT)
• NVT — это приложение, которое позволяет пользователю удаленно подключаться к другому хосту или серверу с
помощью программной эмуляции.
• Доступ к передаче файлов и управление ими (File Transfer Access and Management, FTAM)
• FTAM — это протокол, который позволяет пользователям распространять файлы по сети и манипулировать ими. По
сравнению с FTP, FTAM имеет более широкие возможности. Например, печать и буферизация, создание сетевых
файловых систем и поиск записей в удаленных базах данных.