7 osi уровней: 7 уровней модели OSI — ВинтикШпунтик на DTF

[Основы сетей] 7. Сетевая модель OSI

1) Физический уровень (Physical Layer): определяет метод передачи данных, какая среда используется (передача электрических сигналов, световых импульсов или радиоэфир), уровень напряжения, метод кодирования двоичных сигналов. На физическом уровне принимаются не биты (как указано во многих источниках),  а последовательность электрических сигналов, преобразующихся в биты на следующем уровне модели OSI и конвертируются в понятную последовательность для канального уровня. Физический уровень — это среда передачи импульсов. Один импульс — после преобразования — один бит, логическая 1 (ДА), отсутствие импульса — логический 0 (НЕТ). xDSL — этот уровень

2) Канальный уровень (Data Link Layer): он берет на себя задачу адресации в пределах локальной сети, обнаруживает ошибки, проверяет целостность данных. Если слышали про MAC-адреса и протокол «Ethernet», то они располагаются на этом уровне. Говоря «Линк» поднялся, подразумевают именно этот уровень. На это уровне «Интернета» в бытовом понимании ещё нет, это сеть — Intranet (Интранет).

3) Сетевой уровень (Network Layer): этот уровень берет на себя объединения участков сети и выбор оптимального пути (т.е. маршрутизация). Каждое сетевое устройство должно иметь уникальный сетевой адрес в сети. Думаю, многие слышали про протоколы IPv4 и IPv6. Эти протоколы работают на данном уровне. На этом уровне принимается решение каким путём побегут ваши данные по всемирной паутине, например, в США — через Японию или Европу. На этом уровне NAT работает с IP адресами.

4) Транспортный уровень (Transport Layer): Этот уровень берет на себя функцию транспорта. К примеру, когда вы скачиваете файл с Интернета, файл в виде сегментов отправляется на Ваш компьютер. Также здесь вводятся понятия портов, которые нужны для указания назначения к конкретной службе. На этом уровне работают протоколы TCP (с установлением соединения) и UDP (без установления соединения). На этом уровне NAT работает с сессиями.

5) Сеансовый уровень (Session Layer): Роль этого уровня в установлении, управлении и разрыве соединения между двумя хостами. К примеру, когда открываете страницу на веб-сервере, то Вы не единственный посетитель на нем. И вот для того, чтобы поддерживать сеансы со всеми пользователями, нужен сеансовый уровень.

6) Уровень представления (Presentation Layer): Он структурирует информацию в читабельный вид для прикладного уровня. Например, многие компьютеры используют таблицу кодировки ASCII для вывода текстовой информации или формат jpeg для вывода графического изображения.Шифрование и обратная расшифровка так же находится на этом уровне.

7) Прикладной уровень (Application Layer): Наверное, это самый понятный для всех уровень. Как раз на этом уроне работают привычные для нас приложения — e-mail, браузеры по протоколу HTTP, FTP и остальное.

1) Физический уровень (Physical Layer). (bit –кусочек, частичка с англ.) импульсы, частички которые передаются в физической среде. Являет собой среду передачи данных – wifi (радиоимпульсы), электричество в сетевых проводах UTP, оптоволокно (световой импульс) и т.п.

Протоколы:  Wi-Fi, GSM, Bluetooth …

2) Канальный уровень (Data Link Layer): Импульсы, с провода, или радиоэфира попадают в разъем (канал) оборудования. Там они преобразуются в кадры. Проверяется их целостность, возможна отправка дальше. Отправка идет по MAC – адресу. Оборудование, способное выполнять такие простейшие операции – коммутаторы, мосты, свитчи

Протоколы: Ethernet, ARCnet, ATM…

3) Сетевой уровень (Network Layer): Кадры «могут гулять» на небольшие расстояния. От одного интерфейса (mac — адреса) к другому. Для того, чтобы информация дошла до конкретного места, она упаковывается в пакеты и будет гулять по сети, пройдя, возможно, десятки компьютеров, но доберётся до нужного места. Передача идет уже не по mac-адресу а по ip адресу. Оборудование, которое может выполнять эти функции — роутеры, маршрутизаторы.

Протоколы: IP/IPv4/IPv6, IPsec…

4) Транспортный уровень (Transport Layer): Качаем мы фильм, который разбит на миллион пакетов, все скачались, а один заблудился, и все вместе теперь не склеить. Чтобы этого не произошло на этом уровне пакеты объединяться в сегменты и так транспортируются, если какой-то теряется, идет запрос на повтор потерянного. Если пришло 2 одинаковых, — ненужные удаляться. Так работает протокол TCP. UDP работает быстрее, но допускает потерю сегментов (пакетов).

Протоколы: TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol), SST…

5) Сеансовый уровень (Session Layer): Нам нужны не сегменты, а данные, а поступать они будут, только если начать сеанс с сервером. Выбирая «скачать фильм» с интернета, мы открываем сеанс связи с сервером и закроется он автоматически после закачки. На этом уровне определяется синхронизация, права, обмен.

Протоколы: ADSP,  ASP…

6) Уровень представления (Presentation Layer): Итак, у нас уже есть данные, непонятный файл, который ничего не делает, нам нужно как-то презентовать его.  Возможно, сжать, или распаковать, найти кодировку для открытия, или возможно шифр, для передачи по сети. Все это происходит на этом уровне.

Протоколы:  ASCII, EBCDIC, JPEG, XML, SMB

7) Прикладной уровень (Application Layer): Собственно тот уровень, на котором мы и работаем. Нам в принципе и данные не нужны, нам нужно, чтобы работала наша программа, приложение. Это самый верхний уровень, на котором приложение, которое находиться на нашем компьютере будет обращаться в сеть, за необходимыми данными.

Уровни модель OSI — разберем каждый из 7 уровней. Что такое сетевая модель OSI и для чего нужна

Содержание

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.

Почему модели OSI имеет значение

Несмотря на то, что современный интернет не строго соответствует модели OSI (он более точно соответствует более простому набору интернет-протоколов), модель OSI по-прежнему очень полезна для устранения неполадок сети. Будь то один человек, который не может получить свой порт в интернете, или веб-сайт не работает для тысяч пользователей, модель OSI может решить проблему и изолировать ее источник. Если проблему можно сузить до одного конкретного слоя модели, можно избежать большого количества ненужной работы.

Семь уровней абстракции модели OSI можно определить следующим образом, сверху вниз:

Прикладной уровень

Это единственный слой, который напрямую взаимодействует с данными пользователя. Программные приложения, такие как веб-браузеры и почтовые клиенты, используют уровень приложений для инициирования связи. Однако следует четко указать, что клиентские программные приложения не являются частью прикладного уровня. Скорее, прикладной уровень отвечает за протоколы и обработку данных, на которые опирается программное обеспечение для представления значимых данных пользователю. Протоколы прикладного уровня включают HTTP, а также SMTP – один из протоколов, который обеспечивает связь по электронной почте.

Уровень представления

Этот уровень в первую очередь отвечает за подготовку данных, чтобы они могли использоваться прикладным уровнем. Другими словами, уровень 6 делает данные презентабельными для приложений. Уровень представления данных отвечает за перевод, шифрование и сжатие данных.

Два взаимодействующих устройства могут использовать разные методы кодирования, поэтому уровень 6 отвечает за преобразование входящих данных в синтаксис, понятный прикладному уровню принимающего устройства.
Если устройства обмениваются данными через зашифрованное соединение, уровень 6 отвечает за добавление шифрования на стороне отправителя, а также за декодирование шифрования на стороне получателя, чтобы он мог представить уровень приложения с незашифрованными, читаемыми данными.

Наконец, уровень представления также отвечает за сжатие данных, получаемых от прикладного уровня, перед их доставкой на уровень Это помогает повысить скорость и эффективность связи за счет минимизации объема передаваемых данных.

Сеансовый уровень

Этот слой ответственен за открытие и закрытие связи между двумя устройствами. Время между открытием и закрытием связи называется сеансом. Уровень сеанса гарантирует, что сеанс остается открытым достаточно долго для передачи всех обмениваемых данных, а затем быстро закрывает сеанс, чтобы избежать потери ресурсов.
Уровень сеанса также синхронизирует передачу данных с контрольными точками. Например, при передаче файла размером 100 мегабайт слой сеанса может устанавливать контрольную точку каждые 5 мегабайт. В случае отключения или сбоя после передачи 52 мегабайт сеанс может быть возобновлен с последней контрольной точки, что означает, что необходимо передать еще 50 мегабайт данных. Без контрольно-пропускных пунктов вся передача должна была бы начаться с нуля.

Транспортный уровень

Транспортный уровень (transport layer) – этот уровень обеспечивает надёжность передачи данных от отправителя к получателю. На самом деле всё очень просто, например вы общаетесь с помощью веб-камеры со своим другом или преподавателем. Нужна ли здесь надежная доставка каждого бита переданного изображения? Конечно нет, если потеряется несколько битов из потокового видео Вы даже этого не заметите, даже картинка не изменится (м.б. изменится цвет одного пикселя из 900000 пикселей, который промелькнет со скоростью 24 кадра в секунду). А теперь приведем такой пример: Вам друг пересылает (например, через почту) в архиве важную информацию или программу. Вы скачиваете себе на компьютер этот архив. Вот здесь надёжность нужна 100%, т.к. если пару бит при закачке архива потеряются – Вы не сможете затем его разархивировать, т.е. извлечь необходимые данные. Или представьте себе отправку пароля на сервер, и в пути один бит потерялся – пароль уже потеряет свой вид и значение изменится. Таким образом, когда мы смотрим видеоролики в интернете, иногда мы видим некоторые артефакты, задержки, шумы и т.п. А когда мы читаем текст с веб-страницы – потеря (или скжение) букв не допустима, и когда скачиваем программы – тоже все проходит без ошибок. На этом уровне я выделю два протокола: UDP и TCP. UDP протокол (User Datagram Protocol) передает данные без установления соединения, не подтверждает доставку данных и не делает повторы. TCP протокол (Transmission Control Protocol), который перед передачей устанавливает соединение, подтверждает доставку данных, при необходимости делает повтор, гарантирует целостность и правильную последовательность загружаемых данных. Следовательно, для музыки, видео, видеоконференций и звонков используем UDP (передаем данные без проверки и без задержек), а для текста, программ, паролей, архивов и т.п. – TCP (передача данных с подтверждением о получении, затрачивается больше времени).

Модель взаимодействия open system

Хосты — это устройства где функционируют полезные пользовательские программы и сетевое оборудование, например, коммутаторы, маршрутизаторы.

Особенностью транспортного уровня является прямое взаимодействие одного компьютера с транспортным уровнем на другом компьютере, на остальных уровнях взаимодействие идет по звеньям цепи.

Такой уровень обеспечивает сквозное соединение между двумя взаимодействующими хостами. Данный уровень независим от сети, он позволяет скрыть от разработчиков приложений детали сетевого взаимодействия.

Для адресации на транспортном уровне используются порты, это числа от 1 до 65 535. Порты записываются вот так: 192.168.1.3:80 (IP адрес и порт).

Особенности транспортного уровня

Обеспечение более высокой надежности, в отличии от сети, которая используется для передачи данных. Применяются надежные каналы связи, ошибки в этих КС происходят редко, следовательно, можно строить надежную сеть, которая будет стоить дешево, а ошибки можно исправлять программно на хостах.

Транспортный уровень гарантирует доставку данных, он использует подтверждение от получателя, если подтверждение не пришло транспортный снова отправляет подтверждение данных. Гарантия следования сообщений.

Сетевой уровень

Сетевой уровень (network layer) – этот уровень определяет путь, по которому данные будут переданы. И, между прочим, это третий уровень Сетевой модели OSI, а ведь существуют такие устройства, которые как раз и называют устройствами третьего уровня – маршрутизаторы. Все мы слышали об IP-адресе, вот это и осуществляет протокол IP (Internet Protocol). IP-адрес – это логический адрес в сети. На этом уровне достаточно много протоколов и все эти протоколы мы разберем более подробно позже, в отдельных статьях и на примерах. Сейчас же только перечислю несколько популярных. Как об IP-адресе все слышали и о команде ping – это работает протокол ICMP. Те самые маршрутизаторы (с которыми мы и будет работать в дальнейшем) используют протоколы этого уровня для маршрутизации пакетов (RIP, EIGRP, OSPF). Вся вторая часть курса CCNA (Exploration 2) о маршрутизации.

Какие могут быть различия в технологиях канального уровня?

Различный уровень предоставляемого сервиса, некоторые уровни гарантируют доставку и необходимый порядок следования сообщений. Wi-Fi просто гарантирует доставку сообщения, а Ethernet нет.

Разная адресация, по размеру, иерархии. Сетевые технологии могут поддерживать широковещание, т.е. есть возможность отправить информацию всем компьютерам в сети.

Может различаться максимальный размер кадра (MTU), например, в изернете 1500, а в вай-фай 2300. Как можно согласовывать такие различия на сетевом уровне?

Можно предоставлять разный тип сервиса, например, кадры из Вай-Фай принимаются с отправкой подтверждения, а в Ethernet отправляются без подтверждения.

Для того чтобы согласовать разницу адресаций, на сетевом уровне, вводятся глобальные адреса, которые не зависят от адресов конкретных технологий (ARP для TCP/IP) канального уровня.

Чтобы передавать данные через составные сети, у которых разный размер передаваемого кадра, используется фрагментация. Рассмотрим пример, первый компьютер передает данные второму, через 4 промежуточные сети, объединенные 3-ми маршрутизаторами. У каждой сети разный MTU.

Компьютер сформировал первый кадр и передал его на маршрутизатор, маршрутизатор проанализировал размер кадра, и понял, что передать полностью его через сеть 2 нельзя, потому что mtu2 у него слишком мал.

Маршрутизатор разбивает данные на 3 части и передает их отдельно.

Следующий маршрутизатор объединяет данные в один, большой пакет, определяет его размер и сравнивает с mtu сети 3. И видит, что один пакет MTU3 целиком передать нельзя (MTU3 больше, чем MTU2, но меньше, чем MTU1) и маршрутизатор разбивает пакет на 2 части и отправляет следующему маршрутизатору.

Последний маршрутизатор объединяет пакет и отправляет получателю целиком. Фрагментация занимается объединением сетей и это скрыто от отправителя и получателя.

Как решается проблема масштабируемости на сетевом уровне?

Работа ведется не с отдельными адресами, как на канальном уровне, а с блоками адресов. Пакеты, для которых не известен путь следования отбрасываются, а не пересылаются обратно на все порты. И существенное отличие от канального, возможность нескольких соединений между устройствами сетевого уровня и все эти соединения будут активными.

Канальный уровень

Канальный уровень (data link layer) – он нам нужен для взаимодействия сетей на физическом уровне. Наверное, все слышали о MAC-адресе, вот он является физическим адресом. Устройства канального уровня – коммутаторы, концентраторы и т.п. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электротехнике и электронике) определяет канальный уровень двумя подуровнями: LLC и MAC. LLC – управление логическим каналом (Logical Link Control), создан для взаимодействия с верхним уровнем. MAC – управление доступом к передающей среде (Media Access Control), создан для взаимодействия с нижним уровнем. Объясню на примере: в Вашем компьютере (ноутбуке, коммуникаторе) имеется сетевая карта (или какой-то другой адаптер), так вот для взаимодействия с ней (с картой) существует драйвер. Драйвер – это некоторая программа — верхний подуровень канального уровня, через которую как раз и можно связаться с нижними уровнями, а точнее с микропроцессором (железо) – нижний подуровень канального уровня. Типичных представителей на этом уровне много. PPP (Point-to-Point) – это протокол для связи двух компьютеров напрямую. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – стандарт передаёт данные на расстояние до 200 километров. CDP (Cisco Discovery Protocol) – это проприетарный (собственный) протокол принадлежащий компании Cisco Systems, с помощью него можно обнаружить соседние устройства и получить информацию об этих устройствах. Вся третья часть курса CCNA (Exploration 3) об устройствах второго уровня.

Задачи data link

• Найти, где в потоке бит, начинается и оканчивается сообщение
• Обнаружить и скорректировать ошибки при отправке информации
• Адресация, необходимо знать, какому компьютеру отправлять информацию, потому что к разделяемой среде в основном, подключается несколько компьютеров
• Обеспечить согласованный доступ к разделяемой среде, чтобы в одно и то же время, информацию передавал один компьютер.

На канальном уровне выявляются и исправляются ошибки. При обнаружении таковой проводится проверка правильности доставки данных, если неправильно, то кадр отбрасывается.

Исправление ошибок, требует применение специальных кодов, которые добавляют избыточную информацию в передаваемые данные.

Повторная отправка данных, применяется совместно с методом обнаружения ошибок. Если в кадре обнаружена ошибка, он отбрасывается, и отправитель направляет этот кадр заново.

Обнаружить и исправить ошибки

Практика показала эффективность следующих методов, если используется надежная среда для передачи данных (проводная) и ошибки возникают редко, то исправлять их лучше на верхнем уровне. Если в КС ошибки происходят часто, то ошибки необходимо исправлять сразу на канальном уровне.

Функции данного этапа в компьютере осуществляют сетевые адаптеры и драйверы, подходящие к ним. Через них и происходит непосредственный обмен данными.

Некоторые протоколы, используемые на канальном уровне, это HDLC, Ethernet применяющая шинную топологию и другие.

Физический уровень

Этот уровень включает физическое оборудование, участвующее в передаче данных, такое как кабели и коммутаторы. Это также слой, на котором данные преобразуются в битовый поток, представляющий собой строку 1s и 0s. Физический уровень обоих устройств должен также согласовать соглашение о сигнале так, чтобы 1s можно было отличить от 0s на обоих устройствах.

Назначения, процессы и особенности первого уровня модели OSI: единицы измерения

Содержание статьи:

• Назначения, процессы и особенности первого уровня модели OSI: единицы измерения
• Протоколы и стандарты физического уровня модели OSI
• Оборудование физического уровня модели OSI

Ранее мы подробно рассмотрели особенности эталонной модели сетевого взаимодействия OSI. Давайте теперь поговорим детально о том, что происходит на физическом уровне модели OSI. Во-первых, нужно разобраться с назначением первого уровня эталонной модели, а затем поговорить про процессы, которые описывает физический уровень модели OSI.

Начнем по порядку и разберемся с назначением первого уровня модели OSI. Пожалуй, если смотреть на модель OSI с материальной точки зрения, то первый уровень – это основной уровень эталонной модели, который отвечает за непосредственную передачу данных и связь между устройствами.  Первый уровень модели OSI представляет собой физическую среду для передачи данных: радиоэфир, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно и другие.

Физический уровень описывает то, как будут передаваться данные между устройствами в той или иной среде. Единицей измерения на физическом уровне является бит. Поэтому, можно сказать, что физический уровень описывает способы передачи битов между устройствами по различным линиям связи. Физический уровень описывает параметры сигналов, которые передаются в той или иной среде, например: частоту, уровень нуля и единицы, амплитуду сигнала, тип модуляции сигнала и другие параметры.

Физический уровень модели OSI – это фундамент, на котором держится передача данных, так как на этом уровне происходит манипуляция естественными характеристиками, такими как: напряжение, сила тока, время и прочее. Мы сейчас не будем вдаваться в детали передачи электросигналов, но стоит заметить, что данный процесс описывается в математике при помощи рядов Фурье.

Отметим, что в основе многих протоколов передачи данных лежит архитектура взаимодействия клиент-сервер. Так, например, протокол HTTP явно реализует данную модель. Мы можем утверждать, что на физическом уровне уже происходит разделение на клиент и сервер. Это видно из того, что передающее устройство и принимающее устройство ведут себя по-разному (происходит разделение задач), а в некоторых случаях используются разные коннекторы для оконечных устройств и устройств предоставляющих услугу.

Протоколы и стандарты физического уровня модели OSI

Стоит заметить, что на физическом уровне очень много стандартов и протоколов. Например, есть несколько стандартов, которые описывают способы «обжимки» витой пары. Мы рекомендуем вам искать необходимый стандарт в рамках ваших задач, так как даже их полное перечисление без описания займет очень много время и места. Перечислим лишь некоторые протоколы физического уровня модели OSI, которые сейчас на слуху:

• IEEE15. IEEE 802.15 или Bluetooth – это стандарт или стек протоколов, описывающих передачу данных, где в качестве среды распространения используются радиоволны. Протоколы Bluetooth описывают передачу данных, как на физическом уровне, так и на канальном, сетевом и транспортном уровнях модели OSI;
• IRDA. IRDA представляет собой группу стандартов и протоколов логического и физического уровня модели сетевого взаимодействия, описывающих передачу данных в инфракрасном диапазоне световых волн;
• RS-232 или последовательный порт персонального компьютера – это стандарт физического уровня модели OSI;
• 11. 802.11, как и предыдущие, является набором протоколов и стандартов канального и физического уровней модели OSI, которые описывают передачу данных по радиоканалу. 802.11 знаком нам по термину Wi-Fi и зачастую Wi-Fi используется, как синоним 802.11, хотя по сути Wi-Fi является торговой маркой;
• GSM – это еще один стандарт, описывающий передачу данных на канальном и физическом уровнях по средствам радиоэфира;
• DSL – это целое семейство технологий, которые описывают передачу данных на физическом уровне, средой распространения сигнала в различных стандартах DSL является медная линия.

На самом деле протоколов и стандартов, которые можно было бы отнести к первому уровню модели OSI гораздо больше, поэтому рекомендуем вам для более детального изучения обращаться к специализированной литературе, описывающую ту или иную технологию передачи данных.

Оборудование физического уровня модели OSI

Помимо того, что на физическом уровне описываются естественные характеристики сигналов и среда, в которой эти сигналы распространяются, есть еще и оборудование, которое можно отнести к физическому уровню. Обычно оборудование физического уровня модели OSI используется для изменения основных характеристик сигнала:

1. Медиаконвертер, который преобразует электрический сигнал в оптический и наоборот.
2. SFP модуль выполняется те же самые функции, что и медиаконвертер.
3. Концентратор. Концентратор – типичное устройство первого уровня модели OSI, которое на данный момент практически везде вытеснено коммутаторами. Принцип действия концентраторам очень прост: сигнал, приходящий на один из портов концентратора, ретранслируется на все порты, кроме того порта, откуда пришел сигнал.
4. Повторитель (усилитель сигнала). Наш мир не идеален, не идеальна и среда передачи данных и ее окружения, в следствии чего могут возникать всевозможные помехи как внутренние, так и внешние, которые уменьшают дальность передачи сигналов. Повторители используется, чтобы увеличить дальность передачи физического сигнала.
5. POE-инжектор. POE-инжектор не совсем правильно относить к физическому уровню модели OSI, но всё же мы его сюда отнесем, так как POE-инжектор используется для того, чтобы вместе с данными была возможность запитать устройство по одной физической линии.
6. Всевозможные разъемы, коннекторы, розетки и делители сигнала.

Список оборудования первого уровня модели OSI можно было бы продолжать, но, как нам кажется, данных примеров достаточно, чтобы понять основное назначения оборудования, которое работает на физическом уровне эталонной модели сетевого взаимодействия.

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 осуществлять 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 SCTP, разработанный для устранения некоторых недостатков TCP и в который добавлены некоторые новшества. (В семействе TCP/IP есть ещё около двухсот протоколов, самым известным из которых является служебный протокол 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.

Адресация в IPv6

Адреса назначения и источника в IPv6 имеют длину 128 бит или 16 байт. Версия 6 обобщает специальные типы адресов версии 4 в следующих типах адресов:

• Unicast – индивидуальный адрес. Определяет отдельный узел – компьютер или порт маршрутизатора. Пакет должен быть доставлен узлу по кратчайшему маршруту.
• Cluster – адрес кластера. Обозначает группу узлов, которые имеют общий адресный префикс (например, присоединенных к одной физической сети). Пакет должен быть маршрутизирован группе узлов по кратчайшему пути, а затем доставлен только одному из членов группы (например, ближайшему узлу).
• Multicast – адрес набора узлов, возможно в различных физических сетях. Копии пакета должны быть доставлены каждому узлу набора, используя аппаратные возможности групповой или широковещательной доставки, если это возможно.

Как и в версии IPv4, адреса в версии IPv6 делятся на классы, в зависимости от значения нескольких старших бит адреса.

Большая часть классов зарезервирована для будущего применения. Наиболее интересным для практического использования является класс, предназначенный для провайдеров услуг Internet, названный Provider-Assigned Unicast.

Адрес этого класса имеет следующую структуру:

Каждому провайдеру услуг Internet назначается уникальный идентификатор, которым помечаются все поддерживаемые им сети. Далее провайдер назначает своим абонентам уникальные идентификаторы, и использует оба идентификатора при назначении блока адресов абонента. Абонент сам назначает уникальные идентификаторы своим подсетям и узлам этих сетей.

Абонент может использовать технику подсетей, применяемую в версии IPv4, для дальнейшего деления поля идентификатора подсети на более мелкие поля.

Описанная схема приближает схему адресации IPv6 к схемам, используемым в территориальных сетях, таких как телефонные сети или сети Х.25. Иерархия адресных полей позволит магистральным маршрутизаторам работать только со старшими частями адреса, оставляя обработку менее значимых полей маршрутизаторам абонентов.

Под поле идентификатора узла требуется выделения не менее 6 байт, для того чтобы можно было использовать в IP-адресах МАС-адреса локальных сетей непосредственно.

Для обеспечения совместимости со схемой адресации версии IPv4, в версии IPv6 имеется класс адресов, имеющих 0000 0000 в старших битах адреса. Младшие 4 байта адреса этого класса должны содержать адрес IPv4. Маршрутизаторы, поддерживающие обе версии адресов, должны обеспечивать трансляцию при передаче пакета из сети, поддерживающей адресацию IPv4, в сеть, поддерживающую адресацию IPv6, и наоборот.

Источники

• https://WiFiGid.ru/poleznoe-i-interesnoe/setevaya-model-osi
• https://bezopasnik.info/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D1%81%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F-%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C-osi-7-%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B9/
• http://infocisco.ru/network_model_osi.html
• https://ZvonDoZvon.ru/tehnologii/model-osi
• https://zametkinapolyah.ru/servera-i-protokoly/fizicheskij-uroven-modeli-osi-pervyj-uroven-nizhnij-uroven-ili-fundament-peredachi-dannyx.html
• https://creng.ru/soft/model-osi/

Что такое 5-осевая и 7-осевая обработка с ЧПУ?

Авиакосмическая обработка с числовым программным управлением включает изготовление изделий [Х2] с помощью компьютерных программ. Все оборудование и инструменты завода автоматизированы с помощью инструкций, изложенных в файле САПР, что обеспечивает безупречную точность и надежность

Использование прецизионного мини-5-осевого обрабатывающего центра с ЧПУ [Х3] имеет множество преимуществ, таких как:

• • Экономичность
  • Улучшенная скорость

• Повышенная точность
• Повышенная производительность и многое другое.

Аэрокосмическая обработка с ЧПУ включает удаление материала с точностью до последнего атома для получения желаемой формы. Это делается по трем, четырем, пяти или семи осям, что в конечном итоге определяет тип необходимой работы.

Давайте узнаем, что такое 5-осевая и 7-осевая обработка CBC и что можно сделать с их помощью.

Что такое 5-осевая аэрокосмическая обработка с ЧПУ?

Станок, который может работать вдоль:

1. Ось X (вертикальная)
2. Ось Y (горизонтальная)
3. Ось Z (глубина)
4. Ось А (вращение вокруг оси X)
5. Ось B (вращение вокруг оси Y)

Для этого требуется 5-осевой швейцарский токарный станок, и он обеспечивает хорошую повторяемость и точность деталей, производимых в аэрокосмической отрасли [Kh4].

5-осевой швейцарский токарный станок немного дороже в покупке и обслуживании, чем ручные станки, но результат намного точнее и надежнее. При использовании для крупномасштабного производства достигнутая экономия за счет масштаба гораздо более наглядна и эффективна.

5-осевая обработка с ЧПУ может помочь вам создать;

• Рамки
• Аэрокосмическое оборудование
• Двигатели
• Шестерни
• Прецизионные инструменты
• Цилиндрические детали
  • Внешний молдинг
  • Внутренний молдинг

• Нарезание резьбы
• Скучно
• Облицовка
• Канавка
• Фильтры
• Детали машин и многое другое.

Что такое 7-осевая обработка с ЧПУ?

7-осевая обработка представляет собой полную установку и позволяет изготавливать сложные детали без необходимости переноса их на другой станок. Когда деталь отпадает, она чаще всего целая. 7-осевой включает:

1. Ось X (вертикальное вращение)
2. Ось Y (горизонтальное вращение)
3. Ось Z (перемещение руки вверх/вниз)
4. Ось А (вращающаяся вокруг оси X)
5. Ось B (вращение вокруг оси Y)
6. Ось C (вращение вокруг оси Z)
7. Ось E (поворот рычага)

Этот тип высокоточной обработки [Х5] имеет ряд преимуществ, в том числе высокую производительность, возможность эффективного изготовления даже самых сложных деталей аэрокосмической или военной техники, отсутствие необходимости постобработки. Поскольку 7-осевое производство позволяет фрезеровать деталь и поворачивать ее внутри рамы, эта функция становится намного более плавной и быстрой.

Это даже дороже, чем 5-осевая обработка.

В Pacific Aerospace Corp (PAC) мы специализируемся на решениях для высокоточной обработки с ЧПУ для аэрокосмической промышленности — будь то производство отдельных деталей или гораздо более масштабный проект. Мы можем обрабатывать детали из алюминиевого сплава и других материалов, таких как платина, сталь, медь, пластик и другие передовые композитные материалы в самом сердце Южной Калифорнии.

Итак, свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить индивидуальные решения для обработки с ЧПУ для аэрокосмической отрасли, независимо от объема ваших потребностей!

Понимание 5-осевой и 7-осевой обработки с ЧПУ. Джон Т. Парсонс. К 1952 году Ричард Кегг совместно с Массачусетским технологическим институтом разработал первый станок с ЧПУ.

Сегодня технология значительно развилась благодаря современным вычислительным возможностям, машинному наведению и широкому спектру доступных сплавов. Изобретение 5-осевой и 7-осевой обработки с ЧПУ дало возможность для гораздо более широкого диапазона производства с ЧПУ.

Однако остается общий вопрос – что такое 5-осевая и 7-осевая обработка с ЧПУ, какая из них лучше и какую функцию они выполняют? В этой статье мы подробно рассмотрим две технологии, их использование, преимущества и отрасли, в которых они используются чаще всего.

5-осевая обработка с ЧПУ

Концепция 5-осевой обработки довольно проста — станок может перемещать свои инструменты по пяти различным осям, что означает, что он может обрабатывать большую площадь поверхности за одну настройку. Он обеспечивает гораздо более высокий уровень точности при создании сложных конструкций и форм благодаря улучшенной способности доступа к труднодоступным поверхностям.

5-осевой процесс обработки с ЧПУ также помогает сократить затраты и время, поскольку нет необходимости в ручной переориентации или множественных настройках, которые потребовались бы, если бы вместо этого использовались традиционные 3-осевые станки с ЧПУ.

5-осевые станки могут работать вдоль;

• Ось X для вертикального вращения
• Ось Y для горизонтального вращения
• Ось Z для глубины детали
• Ось A для вращения по оси X
• Ось B для оборота Y

Преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ

Существует несколько преимуществ 5-осевой обработки с ЧПУ, например:

• Повышенная точность : 5-осевая обработка с ЧПУ обеспечивает гораздо более высокий уровень точности, чем 3-осевая обработка с ЧПУ. для сложных форм и конструкций. Например, в аэрокосмической промышленности, где точность имеет первостепенное значение, 5-осевая обработка с ЧПУ предпочтительнее, так как она устраняет возможность ошибок, которые могут привести к значительным потерям.
• Экономия времени : 5-осевая обработка с ЧПУ может помочь значительно сократить время производства, поскольку переориентация и многократные настройки становятся ненужными. Это означает, что сложные формы могут быть легко созданы за меньшее время по сравнению с трехосевой обработкой с ЧПУ. Например, в производстве медицинских устройств, где точность и время имеют решающее значение, 5-осевая обработка с ЧПУ может производить компоненты быстрее, чем 3-осевая обработка с ЧПУ.
• Экономия затрат : 5-осевая обработка с ЧПУ также способствует снижению затрат, поскольку один и тот же станок можно использовать для выполнения нескольких задач без приобретения дополнительных станков или инструментов. Ярким примером может служить автомобильная промышленность, где даже крошечное отклонение от стандартных конструкций может стоить миллионы долларов материальных затрат.
• Повышенная точность : Повышенная точность 5-осевой обработки с ЧПУ значительно снижает риск ошибки, что делает его идеальным выбором для аэрокосмической промышленности при производстве важных деталей.

В результате всех этих преимуществ он также обеспечивает более высокую производительность в целом по сравнению с 3-осевым или другими традиционными формами производства. Для прецизионного производства обычно требуется 5-осевой швейцарский токарный станок, что обеспечивает лучшую повторяемость и точность.

Отрасли, в которых используется 5-осевая обработка с ЧПУ

5-осевая обработка с ЧПУ чаще всего используется в отраслях, где точность, аккуратность и гибкость являются обязательными, например:

• Аэрокосмическая промышленность,
• Автомобилестроение,
• Производство медицинского оборудования
• Производство автозапчастей и многое другое.

В этих отраслях компоненты должны соответствовать определенным стандартам и допускам с минимальными правами на человеческую ошибку или доработку.

Что такое 7-осевая обработка с ЧПУ?

7-осевая обработка с ЧПУ следует тому же принципу, что и 5-осевая обработка с ЧПУ, с добавлением еще двух осей, что делает ее более универсальной технологией обработки с ЧПУ. Обычно включает:

• Ось X для вертикального вращения
• Ось Y для горизонтального вращения
• Ось Z для глубины детали
• Ось A для вращения по оси X
• Ось B для вращения по оси Y
• Ось C для вращения по оси Z
• Ось E, которая представляет собой поворотный рычаг

7-осевая обработка с ЧПУ предлагает гораздо лучшие преимущества, чем 5-осевая обработка с ЧПУ, такие как повышенная точность, аккуратность, экономия времени и затрат, а также дополнительное преимущество повышенной универсальности. Это позволяет производителям создавать сложные детали со сложными деталями за один установ, устраняя необходимость ручной переориентации или дополнительных настроек.

Эти обрабатывающие агрегаты позволяют удалять лишний материал вокруг определенной детали И поворачивать их в пределах одной рамы; производственный процесс намного проще и быстрее. С двумя дополнительными осями 7-осевая обработка с ЧПУ намного более гибкая, чем ее 5-осевой аналог. Это позволяет производителям производить компоненты с более высокой степенью сложности и сложности за одну установку, что значительно сокращает время производства.

Проблемы с 7-осевой обработкой с ЧПУ

Хотя 7-осевая обработка с ЧПУ имеет свои преимущества, перед использованием технологии обработки с ЧПУ необходимо решить определенные проблемы.

1. Сложность : Технология обработки с ЧПУ является более сложной и сложной, чем 5-осевая обработка с ЧПУ, что затрудняет ее использование для некоторых операторов.
2. Стоимость : 7-осевая обработка с ЧПУ может быть дороже, чем 5-осевая обработка с ЧПУ, поскольку могут потребоваться дополнительные инструменты и станки.
3. Время Потребление : Процесс обработки с ЧПУ может занять больше времени из-за сложности производимых деталей.
4. Инструмент Ограничения : 7-осевая обработка с ЧПУ может быть ограничена используемыми инструментами, которые не всегда подходят для обработки сложных деталей.

Тогда есть опция 12-осевой обработки с ЧПУ

12-осевая обработка с ЧПУ включает использование двух головок вдоль осей X, Y, Z, A, B и C. Это позволяет производить сложные детали. Технология обработки с ЧПУ идеально подходит для производства деталей с высокой точностью, аккуратностью и безупречной скоростью, поскольку дополнительные оси обеспечивают большую гибкость и универсальность.

Если задействован вращающийся рычаг, он становится 13-осевым станком с ЧПУ. Технология обработки с ЧПУ не так широко используется и в настоящее время ограничена для исследовательских целей. Это в первую очередь из-за серьезной озабоченности, которую он разделяет; связанные с этим затраты значительно высоки, а результаты не всегда могут стоить вложенных средств.

Bottom Line

В конечном счете, какая технология обработки с ЧПУ лучше всего подходит для конкретной работы, зависит от типа применения и отрасли.