Эталонная модель OSI. 7 уровневая модель osi

Модель osi

Лекция 13.

Сети. Введение.

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить несколько отдельных задач:

распознать данные;
разбить данные на управляемые блоки;
добавить информацию к каждому блоку, чтобы:
указать местонахождение данных;
указать получателя;
добавить информацию синхронизации и информацию для проверки ошибок;
поместить данные в сеть и отправить их по заданному адресу.

Сетевая операционная система при выполнении всех задач следует строгому набору процедур. Эти процедуры называются протоколами или правилами поведения. Протоколы регламентируют каждую сетевую операцию. Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению различных производителей нормально взаимодействовать. Существует два главных набора стандартов: модель OSI и ее модификация, называемая Project 802.

В 1978 году International Standards Organization (ISO) выпустила набор спецификаций, описывающих архитектуру сети с неоднородными устройствами. Исходный документ относился к открытым системам, чтобы все они могли использовать одинаковые протоколы и стандарты для обмена информацией. Каждый профессионал в области компьютерных сетей должен знать основные организации, разрабатывающие сетевые стандарты, и их вклад в развитие сетей.

В 1984 году ISO выпустила новую версию своей модели, названную эталонной моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection reference model, OSI). Версия 1984 года стала международным стандартом: именно ее спецификации используют производители при разработке сетевых продуктов, именно ее придерживаются при построении сетей. Эта модель — широко распространенный метод описания сетевых сред. Являясь многоуровневой системой, она отражает взаимодействие программного и аппаратного обеспечения при осуществлении сеанса связи, а также помогает решить разнообразные проблемы.

Многоуровневая архитектура

В модели OSI сетевые функции распределены между семью уровнями. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы.

Прикладной уровень
Представительский уровень
Сеансовый уровень
Транспортный уровень
Сетевой уровень
Канальный уровень
Физический уровень

Это и есть многоуровневая архитектура модели OSI. На каждом уровне выполняются определенные сетевые функции, которые взаимодействуют с функциями соседних уровней, вышележащего и нижележащего. Например, Сеансовый уровень должен взаимодействовать только с Представительским и Транспортным уровнем и т.п. Все эти функции подробно описаны.

Нижние уровни — Физический и Канальный — определяют физическую среду передачи данных и сопутствующие задачи (такие, как передача битов данных через плату сетевого адаптера и кабель). Самые верхние уровни определяют, каким способом осуществляется доступ приложений к услугам связи. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает.

Каждый уровень предоставляет несколько услуг (т.е. выполняет несколько операций), подготавливающих данные для доставки по сети на другой компьютер. Уровни отделяются друг от друга границами — интерфейсами. Все запросы от одного уровня к другому передаются через интерфейс. Каждый уровень использует услуги нижележащего уровня.

Взаимодействие уровней модели osi

Задача каждого уровня - предоставление услуг вышележащему уровню, «маскируя» детали реализации этих услуг. При этом каждый уровень на одном компьютере работает так, будто он напрямую связан с таким же уровнем на другом компьютере. Эта логическая, или виртуальная, связь между одинаковыми уровнями показана на рисунке ниже. Однако в действительности связь осуществляется между смежными уровнями одного компьютера — программное обеспечение, работающее на каждом уровне, реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором протоколов.

Компьютер А	<--------->	Компьютер B
Прикладной	<--------->	Прикладной
Представительский	<--------->	Представительский
Сеансовый	<--------->	Сеансовый
Транспортный	<--------->	Транспортный
Сетевой	<--------->	Сетевой
Канальный	<--------->	Канальный
Физический	<--------->	Физический

Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты. Пакет (packet) — это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения. На каждом уровне к пакету добавляется некоторая информация, форматирующая или адресная, которая необходима для успешной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке. Программное обеспечение на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Когда пакет дойдет до Прикладного уровня, вся адресная информация будет удалена и данные примут свой первоначальный вид. Таким образом, за исключением самого нижнего уровня сетевой модели, никакой иной уровень не может непосредственно послать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на компьютере-отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по сетевому кабелю на компьютер-получатель и опять проходит сквозь все слои, пока не достигнет того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе. Например, если Сетевой уровень передает информацию с компьютера А, она спускается через Канальный и Физический уровни в сетевой кабель, далее по нему попадает в компьютер В, где поднимается через Физический и Канальный уровни и достигает Сетевого уровня.

В клиент-серверной среде примером информации, переданной Сетевым уровнем компьютера А Сетевому уровню компьютера В, мог бы служить адрес и, очевидно, информация контроля ошибок, добавленные к пакету.

Взаимодействие смежных уровней осуществляется через интерфейс. Интерфейс определяет услуги, которые нижний уровень предоставляет верхнему, и способ доступа к ним. Поэтому каждому уровню одного компьютера «кажется», что он непосредственно взаимодействует с таким же уровнем другого компьютера. Далее описывается каждый из семи уровней модели OSI и определяются услуги, которые они предоставляют смежным уровням.

studfiles.net

Что такое модель OSI? - Litl-admin.ru

Что такое эталонная модель OSI?

Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization – ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2 различных модели:

горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах;
вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине;

Источник: http://citforum.ru/nets/switche/osi.shtml

Грузить особо теорией я не буду, поясню лишь, для чего это нам будет нужно. Запомнить нужно будет такие понятия как:

протокол – формализованный набор правил для общения одноимённых уровней на различных узлах;
интерфейс – формализованный набор правил для общения соседних уровней одного узла;

7 уровней модели OSI.

Физический уровень: управляет физической средой передачи данных. Электрические, световые сигналы, типы кабелей и т.д. Оперирует битами данных.

Канальный уровень: обеспечивает создание, передачу и приём кадров данных. На этом уровне обычно функционируют коммутаторы. Например стандарт Ethernet. (IEEE 802.3)
Сетевой уровень: маршрутизация пакетов, определение дальнейшего пути передачи пакетов. На этом уровне функционируют маршрутизаторы. Например, протокол IP – протокол межсетевого взаимодействия, ICMP – протокол контрольных сообщений.
Транспортный уровень: обеспечивает передачу данных с определённой степенью надёжности. От надёжных TCP, до простых дейтаграмм UDP протокола. Оперирует сегментами.
Сеансовый уровень: обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя создавать устойчивое долговременное соединение. Оперирует данными.
Уровень представления: обеспечивает представление данных к «удобному» виду, для обмена между различными приложениями. Сюда входит и кодирование информации, сжатие, шифрование. Исходя из названия – «представляют» данные к нормальной форме.
Прикладной уровень: обеспечивает взаимодействие приложений с сетью. Самый верхний уровень модели OSI, самый близкий к пользователю. Сюда относятся HTTP, POP3, FTP и другие протоколы, позволяющие обмениваться данными.

Важную вещь нужно запомнить.

Как выглядит передача данных в OSI

(изображение взял в сети, авторское право принадлежит правообладателю)

Вот так взаимодействуют между собой приложения через уровни OSI. Как видите, данные, проходя вниз, словно «вкладываются в контейнер» из служебной информации нижележащего уровня. В конце концов, эта матрёшка дробится на сегменты, на пакеты, на кадры и на биты и передаётся по сети. Далее она собирается снова в матрёшку, но проходя уже вверх к приложению второй системы, эти служебные оболочки отделяются от данных, и данные попадают на 7-ой уровень в своём первозданном виде.

В последующих практических материалах по сетевому взаимодействию это станет более понятно. Знайте одно – эту модель нельзя недооценивать. Знание основных принципов работы межсетевого взаимодействия по OSI здорово облегчает жизнь и позволяет точнее решать поставленные задачи.

P.S. Многие данные взяты из замечательной книжки:

litl-admin.ru

Модель OSI #1 - «Хакер»

Предисловие

Что ж, это руководство было написано по просьбе моего старого приятеля. Мнеэта идея понравилась, так как люди, прочитав его, узнавали что-то новое.Возможно, в будущем я буду писать какие-либо другие руководства, но сейчася сам занимаюсь обучением — чтением руководств и других статей. Итак, у меня не было много времени и знаний, чтобы написать какое-нибудь выдающеесяруководство, но я попытался сделать все возможное… (пожалуйста, не ругайте меня за мой скудный Английский). Это руководство ориентировано преждевсего на начинающих, интересующихся организацией сети/безопасностью и натех, кто мало знает о структуре и основах Интернет и его протоколах. Есливы уже имеете некоторый опыт с рассматриваемой темой, то я полагаю, что вывряд ли узнаете здесь что-либо новое. В этом документе модель OSI рассмотрена наиболее простым путем, более понятным начинающим. Если вы хотите знать о модели OSI — все, то вам следует обратиться к другим руководствам, RFC икнигам, которые могут быть найдены в интернет.

Удачи… 8)

Модель OSI

Итак, что такое модель OSI? Что ж, давным-давно связь между компьютерами отразных производителей была довольно непростой задачей, так как на них использовались самые разные протоколы и форматы данных. Но Международная Организация по Стандартизации (ISO) разработала коммуникационную архитектуру,известную как модель Взаимосвязи Открытых Систем (OSI), определявшую стандарты связи компьютеров от разных производителей. Модель OSI была подразделена на 7 уровней, причем второй уровень содержал несколько подуровней (выделенных Институтом Электрических и Электронных Инженеров (IEEE), которыене будут рассмотрены в этом руководстве. Бегло ознакомьтесь со следующейтаблицей:

7ой — уровень: Приложение > Сервисы6ой — уровень: Представление > Сервисы5ый — уровень: Сессия > Связь4ый — уровень: Транспортный > Связь3ий — уровень: Сетевой > Связь2ой — уровень: Данные > Физические соединения 1ый — уровень: Физический > Физические соединения

Уровни определены таким образом, чтобы изменения в одном уровне не требовалиизменений в других уровнях. Верхние уровни (5, 6 и 7) более умные, чем нижние; уровень Приложения может оперировать теми же протоколами и форматамиданных, которые используются другими уровнями. Таким образомсуществует существенное различие между Физическим и уровнем Приложения. Может быть сейчасвам это довольно трудно понять, но после прочтения документа целиком вы (надонадеяться) поймете, о чем я здесь говорю. Запрос, сгенерированный верхушкой(например, уровнем Приложения) проходит вниз через все шесть уровней, то естьдо Физического уровня. Вы, возможно, подумаете: «Зачем нужны другие уровни?».Что ж, ответ очень простой:Каждый уровень занимается выполнением своих конкретных задач, но для начала давайте ознакомимся с Физическим уровнем.

Физический Уровень (1)

Это самый простой уровень; он имеет дело только с электрическими (и оптическими)соединениями между устройствами. Двоичные данные кодируются в импульсы, пригодные для передачи их через средства сети. Например, провода, кабели, приемо-передатчики и разъемы — все это относится к Физическому Уровню. Устройства подобнорепитерам, хабам и сетевым картам также относятся к этому уровню.

Уровень Данных (2)

Этот уровень немного «умнее» Физического уровня, так как он обеспечивает надежную передачу данных. Так как средства сети взаимодействуют спротоколами и более высокими уровнями, то уровень Данных ответственен за конечное пакетированиедвоичных данных верхнего уровня в дискретные пакеты прежде, чем они поступаютна Физический уровень. Он посылает фреймы (блоки данных) через сеть. Ethernet(802.2 & 802.3), Tokenbus (802.4) и Tokenring (802.5) — протоколы уровня Данных.

Сетевой Уровень (3)

Основная задача Сетевого уровня — обеспечить функциональное назначение маршрутизации, благодаря которой пакеты могут быть переданы через границы локального сетевого сегмента в смежные сети или на тысячи миль дальше. По большей части, дляразрешения этой задачи используется IP, Протокол Интернет. Другой протокол Сетевого уровня — это, Обмен Пакетами Интернет (IPX). Этот протокол был разработанNovell incorporation, а также некоторыми другими, подобно SPX и NCP. Эти протоколыбыли реализованы на Операционной Системе Netware. Несколько функций, которыевыполняет Сетевой уровень:

— Деление потока двоичных данных в дискретные пакеты определенной длины— Обнаружение ошибок— Коррекция ошибок путем повторной передачи пакетов, оказавшихся плохими— Управление потоком

Транспортный Уровень (4)

Что ж, этот уровень передает данные, используя протоколы подобно UDP, TCP и/илиSPX (SPX также используется NetWare, но он отличается от IPX тем, что он образует прямое соединение). Транспортный уровень — это центр модели OSI. Этот уровеньобеспечивает надежную, прозрачную передачу данных между конечными точками, этотуровень также обеспечивает мультиплексирование, управление потоком и обнаружение/коррекцию ошибок.

Семейство протоколов TCP/IP и несколько других протоколов

Прежде, чем перейти к рассмотрению пятого уровня модели OSI, я хочурасcказатькое-что о наиболее распространенных на данный момент протоколах: TCP/IP. Если вы уже знакомы с основами TCP/IP, то вы можете пропустить эту часть и читать дальше об уровне Сессии.

TCP/IP

TCP означает ‘Протокол Управления Передачей’ и почти все компьютеры совместимы с этим протоколом. TCP устанавливает соединение между двумя компьютерами и передает данные между двумя хостами. Пакет состоит из заголовка и датаграммы. Вдатаграмме вы обнаружите передаваемые данные, в заголовке(ах) пакета упомянутую важную информацию:

TCP:— Исходный порт— Порт на конечном узле— Последовательный номер— Подтверждающий номер— Длина Заголовка (Стандартно — 20 Байт)— Флаги (syn, ack, psh, fin, rst, urg)— Размер окна— Контрольная сумма

IP:— IP_v4 или IP_v6— Длина Заголовка— DSF— Суммированная длина— Идентификация— Флаги (Установлен бит Фрагментации или нет)— Смещение Фрагментации— TTL— Протокол (в данном случае TCP)— Контрольная сумма заголовка— Исходный IP— IP места назначения

Если вы хотите знать, как устанавливается соединение, читайте, пожалуйста,дальше… Сначала пакет с SYN-флагом посылается по IP адресу конечного узла маршрута, конечный узел ответит пакетом с ACK(SYN) флагом или пакетом сRST-флагом. Поясняю: SYN — означает SYN-(chronisation), то есть он ‘просит’ конечный узел установить соединение; когда тот компьютер получит этот пакет, он ответит пакетом с ACK(SYN)-флагом. ACK означает ACK-(nowledgement). После получения пакета с ACK(SYN)-флагом, компьютер возвращает ACK, это означает, что соединение установлено. Это то, что мы называем «Тройное Рукопожатие». Если соединение установлено, и один из хостов хочет его прервать, то он посылает пакет с установленным FIN-флагом. (FIN значитFINish).Вот таблица, которая сделает это (надо надеяться) более понятным:

Компьютер A Компьютер B

SYN —><— ACK(SYN)ACK —>

ДА, здесь соединение установлено!

FIN —><— ACK(FIN)RST —>

Теперь соединение закрывается и передача данных прекращается.

Компьютер A Компьютер B

SYN —><— RSTACK —>

Дерьмо… «Компьютер B» не хочет соединяться с «Компьютером A!»(может быть на «Компьютере B» запущен файрволл)

Есть несколько путей злоупотребления протоколом TCP: SYN-флудинг,teardrop, Smurf-атаки, последовательные атаки, етс. Для полученияболее подробной информации проверьте http://neworder.box.skи http://packetstorm.securify.com.

Хорошо, IP — это аббревиатура Internet Protocol. Взглянем на примервыше: если «Компьютер A» посылает пакет «Компьютеру B», то в заголовке IP-пакета будут содержаться IP-адреса обоих компьютеров, IPместа назначения (компьютера B) и исходный IP (компьютер A). Маршрутизаторы между двумя хостами смотрят заголовок IP-пакета и маскируют пакеты для следующего сегмента. Если во время ‘путешествия’пакета в сети происходит ошибка, например конечный хост недоступен,то используется ICMP (Протокол Управления Интернет Сообщениями)для отправления сообщения об ошибке, так что ошибка должна быть исправлена (и пакет(ы) могли быть переданы повторно). Программы ‘ping’и ‘traceroute’ используют ICMP сообщения дляопределения статусахостов в других сегментах.

В настоящее время стандартом является IP_v4, но в будущем будет использоватьсяIP_v6, также называемый IP_ng (next generation). IP_v4 базируется на 32-битнойадресации, в то время как IP_v6 поддерживает(!) 128-битную адресацию. Это довольно существенное различие, таким образом при использовании IP_v6 можно будетиспользовать гораздо больше IP-адресов. Заголовок IP_v6 является упрощенным заголовком IP_v4, но, возможно, в ‘апдейтах’ IP_v6 такие характеристики будутулучшены/исправлены.

xakep.ru

Обзор

В течение двух последних десятилетий наблюдался значительный рост глобальных сетей. Убедившись, что использование сетевых технологий сулит существенную экономию денежных средств и повышение производительности труда, крупные организации стали уделять особое внимание этому направлению. Новые технологии и продукты внедрялись сразу после их появления, и поэтому многие сети были сформированы с использованием различных аппаратных и программных средств. Вследствие этого многие сети оказались несовместимыми и стало сложным организовывать обмен информацией между компьютерами, использующими различные сетевые спецификации. К середине 80-х годов компании начали испытывать трудности от развития сетей. Становилось всё сложнее объединять сети, использующие разные спецификации и исполнения. Эти компании осознали, что пора прекращать закрытое использование сетевых систем – систем, которые отдельно развиваются, используются и управляются. Закрытость системы значит, что только одна компания или маленькая группа компаний контролирует всё использование технологии. Открытость системы означает, что она доступна для использования любому желающему. Для решения проблемы взаимодействия различных сетей Международная Организация Стандартизации приступила к поискам схемы межсетевого взаимодействия. Результатом исследований стало создание модели OSI, которая должна способствовать созданию совместимых сетевых технологий. Модель OSI снабдила разработчиков набором стандартов, обеспечивающих совместимость и способность соединения различных типов сетей разработанных разными компаниями по всему миру. Хотя существуют и другие модели, большинство разработчиков сетей сегодня связывают свои продукты с моделью OSI, особенно если они хотят обучить клиентов использовать свою продукцию. Модель OSI признана лучшим инструментом для изучения тем, связанных с передачей и приёмом данных в сети. Модель OSI состоит из 7-ми уровней, каждый из которых соответствует определённой сетевой функции. Модель OSI определяет сетевые функции, соответствующие каждому уровню. Что ещё более важно, модель OSI способствует пониманию, как информация путешествует по сети. Если смотреть глубже, модель OSI описывает, как данные путешествуют от одного приложения пользователя, через сетевые коммуникации, к приложению пользователя, расположенному на другом компьютере, даже если подключены к сети разными кабелями.

Описание модели OSI

Эталонная модель OSI — это описательная схема сети; ее стандарты гарантируют высокую совместимость и способность к взаимодействию различных типов сетевых технологий. Кроме того, она иллюстрирует процесс перемещения информации по сетям. Это концептуальная структура, определяющая сетевые функции, реализуемые на каждом ее уровне. Модель OSI описывает, каким образом информация проделывает путь через сетевую среду (например, провода) от одной прикладной программы (например, программы обработки таблиц) к другой прикладной программе, находящейся в другом подключенном к сети компьютере. По мере того, как подлежащая отсылке информация проходит вниз через уровни системы, она становится все меньше похожей на человеческий язык и все больше похожей на ту информацию, которую понимают компьютеры, а именно на "единицы" и "нули". Эталонная модель OSI делит задачу перемещения информации между компьютерами через сетевую среду на семь менее крупных и, следовательно, более легко разрешимых подзадач. Каждая из этих семи подзадач выбрана потому, что она относительно автономна и, следовательно, ее легче решить без чрезмерной опоры на внешнюю информацию. Такое разделение на уровни называется иерархическим представлением. Каждый уровень соответствует одной из семи подзадач. Модель OSI упрощает понимание сетевых функций благодаря следующим чертам:

Уменьшение сложности: Модель OSI разбивает процесс сетевой передачи данных на меньшие, более простые части.
Стандартизация интерфейсов: Модель OSI стандартизирует компоненты сети чтобы позволить поставщикам смешанного сетевого оборудования развивать и поддерживать развёрнутые сети.
Продвижение модульных технологий: Модель OSI позволяет различным типам сетевого аппаратного и программного обеспечения обмениваться данными друг с другом.
Обеспечение возможности взаимодействия между различными технологиями: Модель OSI предупреждает такие изменения на одном уровне, которые воздействовали бы на другие уровни, что способствует более быстрому развитию сетевых технологий.
Ускорение развития: Модель OSI предоставляет возможность эффективного обновления и улучшения отдельных компонентов сети без воздействия на другие компоненты и без необходимости переписывать протоколы.
Упрощение обучения: Модель OSI разбивает процесс передачи данных по сети на меньшие компоненты, тем самым облегчая обучение.

Уровни модели OSI и их функции.

Каждый уровень модели OSI имеет специальные функции, соответствующие программному обеспечению или устройствам.

Уровень 1: Физический уровень Физический уровень – это самый нижний уровень системы, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровень сигналов, принятый в среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединениям, разъёмам, электрическому согласованию, заземлению, защите от помех.

Уровень 2: Канальный уровень Также называется уровень управления линией передачи, отвечает за формирование пакетов стандартного вида, включающих начальное и конечное управляющие поля. Здесь производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи и производится повторная пересылка приёмнику ошибочных пакетов.

Уровень 3: Сетевой уровень Отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имён в физические сетевые адреса(и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению(если в сети имеется несколько маршрутов).

Уровень 4: Транспортный уровень Сессионный уровень устанавливает, управляет и разрывает связь между двумя хостами. Этот уровень также синхронизирует диалог между представительскими уровнями 2-х хостов и управляет их обменом данных. Он же распознаёт логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.

Уровень 5: Сеансовый уровеньОсновная функция, выполняемая на сеансовом уровне, напоминает работу посредника или судьи — управление диалогом между устройствами, называемыми также узлами. Взаимодействие систем, организуемое на этом уровне, может происходить в трех различных режимах: симплексном (simplex), полудуплексном (half-duplex) и полнодуплексном (full-duplex). Сеансовый уровень обычно занимается отделением данных одного приложения от информации другого приложения.Ниже приведены некоторые протоколы и интерфейсы сеансового уровня:

NFS (Network File System — сетевая файловая система) Создана компанией Sun Microsystems и используется на рабочих станциях Unix вместе с TCP/IP, чтобы сделать доступ к удаленным ресурсам прозрачным для пользователя.SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов) На языке SQL, разработанном компанией IBM, пользователь может в несложной форме определить свои требования к информации, доступ к которой производится на локальных или удаленных системах.RPC (Remote Procedure Call — вызов удаленных процедур) Является простым инструментом переадресации в среде клиент/сервер. Процедуры RPC создаются на компьютере клиента и выполняются на сервере.X Window , Широко применяется на интеллектуальных терминалах для связи с удаленными компьютерами Unix и позволяет работать с этими компьютерами, как с локальными.ASP (AppleTalk Session Protocol — сеансовый протокол AppleTalk) Применяется в среде клиент/сервер. Предназначен для установления и поддержки сеанса между машинами клиента и сервера по протоколу ASP.DNA SCP (Digital Network Architecture Session Control Protocol — протокол сеансового уровня DNA) Является протоколом сеансового уровня в сетях DECnet.

Уровень 6: Представительский уровень Представительский уровень, или уровень представления данных, определяет пригодны ли данные, посланные прикладным уровнем одной системы для чтения прикладным уровнем другой системы, если нет – определяет и преобразует формат данных в необходимый. Здесь же выполняется шифрование и дешифрование данных, а при необходимости – сжатие.

Уровень 7: Прикладной уровень Прикладной уровень наиболее близок к пользователю из всех уровней модели OSI. Этот уровень предоставляет сетевые сервисы пользователю, такие как передача файлов, электронная почта и т.д. Уровень приложений отличается от других тем, что он не предоставляет услуги другим уровням, только приложениям вне модели OSI. Он также управляет остальными шестью уровнями.

Инкапсуляция и деинкапсуляция.

Информация, передаваемая по сети, должна быть подвергнута процессу трансформации как на передающей стороне, так и на принимающей. Процессы трансформации называются инкапсуляция и деинкапсуляция.

Инкапсуляция

Информация, передаваемая по сети, обычно называется данными или пакетами данных. Если один компьютер хочет отправить информацию другому компьютеру, данные для начала должны быть упакованы процессом, называемым инкапсуляция. Инкапсуляция добавляет к данным необходимую информацию протоколов перед передачей по сети. Когда данные переходят с одного уровня модели OSI на другой, каждый уровень добавляет к данным заголовок(или прицеп), перед тем, как отправить ниже, на следующий уровень. Заголовки и контейнеры содержат управляющую информацию для сетевых устройств и получателя, которая гарантирует правильную доставку данных и их интерпретацию.

Рисунок иллюстрирует, как происходит инкапсуляция, методы прохождения данных через уровни модели OSI. В процессе инкапсуляции данные проходят следующие шаги:

Шаг 1. Данные пересылаются из приложения пользователя на прикладной уровень модели OSI.
Шаг 2. Прикладной уровень добавляет свой заголовок к данным и передаёт на представительский уровень.
Шаг 3. Представительский уровень добавляет заголовок представительского уровня и передаёт данные сессионному уровню.
Шаг 4. Сессионный уровень добавляет заголовок сессионного уровня и передаёт данные транспортному уровню.
Шаг 5. Транспортный уровень добавляет свой заголовок к данным и передаёт их сетевому уровню.
Шаг 6. Сетевой уровень добавляет свой заголовок и передаёт данные канальному уровню.
Шаг 7. Канальный уровень добавляет заголовок и прицеп к данным. Прицеп второго уровня – последовательность проверки кадра(frame check sequence - FCS), который используется приёмником информации для контроля наличия ошибок, возникших при передаче. Эта информация передаётся физическому уровню.
Шаг 8. Физический уровень отправляет биты данных в физическую среду сети.

Пример: Отправка пакета через службу E-mail.Инкапсуляция очень похожа на отправку письма через E-mail. Первым делом информация помешается в письмо. Потом Вы приписываете адрес, на который Вы хотите отправить письмо, к контейнеру, содержащему информацию. Затем вы поместите письмо в очередь отправки службы E-mail и пакет начнёт свой путь к месту назначения.

Деинкапсуляция Когда удалённое устройство принимает последовательность битов, физический уровень передаёт биты информации канальному уровню для обработки. Канальный уровень выполняет следующие шаги:

Шаг 1. Канальный уровень проверяет прицеп FCS для контроля наличия ошибок.
Шаг 2. Если ошибки были найдены, пакет будет отвергнут и канальный уровень может запросить повторной передачи данных.
Шаг 3. Если ошибки не были найдены, на канальном уровне происходит считывание и интерпретация заголовка канального уровня.
Шаг 4. Канальный уровень удаляет из пакета заголовок и прицеп и отправляет оставшиеся данные сетевому уровню в соответствии с управляющей информацией из заголовка канального уровня. Этот процесс называется деинкапсуляция. Каждый последующий уровень повторяет эти же действия.

Пример: Получение письма.Процесс деинкапсуляции схож с чтением адреса на письме, чтобы определить, Вам ли оно предназначено, и затем читаете содержимое, если да.

Одноранговая модель взаимодействия

Многоуровневая модель OSI исключает прямую связь между равными по положению уровнями, находящимися в разных системах, как показано на рис. Задача каждого уровня - предоставление услуг вышележащему уровню, маскируя детали реализации этих услуг. При этом каждый уровень на одном компьютере работает так, будто он напрямую связан с таким же уровнем на ругом компьютере. Эта логическая, или виртуальная, связь между одинаковыми уровнями показана на рисунке. Однако в действительности связь осуществляется между смежными уровнями одного компьютера - программное обеспечение, работающее на каждом уровне, реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором протоколов. Перед подачей в сеть данные разбиваются на части. Пакет (packet) - это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения. На каждом уровне к пакету добавляется некоторая информация, форматирующая или адресная, которая необходима для успешной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке. Программное обеспечение на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Когда пакет дойдет до прикладного уровня, вся адресная информация будет удалена и данные примут свой первоначальный вид. Таким образом, за исключением самого нижнего уровня сетевой модели, никакой уровень не может непосредственно послать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на компьютере-отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по сетевому кабелю на компьютер-получатель и опять проходит сквозь все слои, пока не достигнет того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе. Например, если сетевой уровень передает информацию с компьютера А, она спускается через канальный и физический уровни в сетевой кабель, далее по нему попадает в компьютер Б, где поднимается через физический и канальный уровни и достигает сетевого уровня.

Сетевые протоколы

Протоколы представляют собой набор стандартов и правил, согласно которым данные передаются по сети. Сетевые протоколы – это наборы правил и стандартов, в соответствии с которыми работают сетевые сервисы. Существует множество различных протоколов с своими функциями и задачами, соответствующих разным уровням модели OSI. Ниже приведено несколько распространённых протоколов:

EIA-232-D - Протокол, описывающий асинхронную последовательную передачу данных. COM-порт персонального компьютера использует этот стандарт. EIA-232-D - протокол первого уровня.
High-level Data Link Control (HDLC ) - HDLC описывает метод инкапсуляции данных при использовании синхронной последовательной передачи. Поддерживает как доступ точка-точка, так и многоточечный. HDLC - протокол второго уровня.
Point-to-Point Protocol (PPP) - Обслуживает соединения роутер-роутер и хост-сеть, используя снихронную или асинхронную схемы. PPP протокол второго уровня.
Integrated Services Digital Network (ISDN) - это набор протоколов передачи данных, предложенный телефонными компаниями, чтобы приспособить телефонные сети для быстрой передачи данных, голоса, графики, музыки и видео-информации. Протоколы ISDN охватывают с первого по третий уровни модели OSI. В состав ISDN входят такие протоколы как 1.430, Q.921.
TCP – часть стека протоколов TCP/IP, описывающий надёжный механизм транспортировки IP-пакетов.

Заключение

Описательная эталонная модель OSI определяет сетевые функции, соответствующие одному из семи уровней. Что более важно, модель OSI позволяет легче понять, как информация перемещается по сети.

Физический уровень определяет электрические, механические, функциональные спецификации, согласно которым происходит активация, поддержка и деактивация физического соединения между оконечными системами.

Канальный уровень определяет формат данных для передачи и управляет доступом к физическим каналам.

Сетевой уровень предоставляет возможность соединения удалённых устройств и обеспечивает маршрутизацию между системами, разделёнными географически.

Транспортный уровень разбивает данные на блоки на передающей стороне и собирает воедино на принимающей стороне.

Сессионный уровень устанавливает, сопровождает и разрывает связь между двумя устройствами, обменивающимися информацией

rz6hpi.narod.ru