Как называется сетевая модель определяющая 7 уровней сети: Модель OSI 7 уровней — для чайников с примерами

9.2. Модель OSI как основа построения сетей и телекоммуникационных систем. 9. Основы построения сетей и телекоммуникационных систем в соответствии с моделью OSI. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

9.2.1. Особенности взаимодействия узлов в модели OSI

9.2.2. Уровни модели OSI

9.2.1. Особенности взаимодействия узлов в модели OSI

На рис. 9.3 показана модель взаимодействия двух узлов. Процедура взаимодействия этих двух узлов может быть описана в виде набора правил взаимодействия каждой пары соответствующих уровней обеих участвующих сторон.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.

Рисунок 9.3 ‑ Взаимодействие двух узлов

Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом.

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации — ISO, ITU-T и некоторые другие — разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection — OSI) или моделью OSI. В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней — рис. 9.4. При этом каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Рисунок 9.4 — Функции уровней модели OSI и представление данных на различных уровнях

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами (рис. 9.5). Однако при этом, модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей.

Рисунок 9.5 — Соответствие функций различных устройств вычислительной системы функциям уровней модели OSI

Рассмотрим пример. Пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например к файловой службе. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата. Обычное сообщение состоит из заголовка и поля данных. Заголовок содержит служебную информацию, которую необходимо передать через сеть прикладному уровню машины-адресата, чтобы сообщить ему, какую работу надо выполнить. Поле данных сообщения может быть пустым или содержать какие-либо данные, например те, которые необходимо записать в удаленный файл.

После формирования сообщения прикладной уровень направляет его вниз по стеку представительному уровню. Протокол представительного уровня на основании информации, полученной из заголовка прикладного уровня, выполняет требуемые действия и добавляет к сообщению собственную служебную информацию — заголовок представительного уровня, в котором содержатся указания для протокола представительного уровня машины-адресата. Полученное в результате сообщение передается вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок, и т. д. Наконец, сообщение достигает нижнего, физического уровня, который собственно и передает его по линиям связи машине-адресату. К этому моменту сообщение «обрастает» заголовками всех уровней (рис. 9.6).

Рисунок 9.6 — Модель взаимодействия ISO/OSI в процессе передачи сообщений

Когда сообщение по сети поступает на машину — адресат, оно принимается ее физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие данному уровню функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

Наряду с термином сообщение(message) существуют и другие термины, применяемые сетевыми специалистами для обозначения единиц данных в процедурах обмена. Для обозначения блоков данных определенных уровней-часто используются специальные названия: кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram), сегмент (segment).

В модели OSI различаются два основных типа протоколов:

— протоколы с установлением соединения (connection-oriented) перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала установить соединение и, возможно, выбрать некоторые параметры протокола, которые они будут использовать при обмене данными. После завершения диалога они должны разорвать это соединение. Телефон — это пример взаимодействия, основанного на установлении соединения.

— протоколы без предварительного установления соединения (connectionless). Отправитель просто передает сообщение, когда оно готово. Опускание письма в почтовый ящик — это пример связи без предварительного установления соединения. При взаимодействии компьютеров используются протоколы обоих типов.

9.

2.2. Уровни модели OSI

Рассмотрим подробно функции отдельных уровней модели OSI в процессе организации информационного обмена.

Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

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

Канальный уровень. Одной из задач канального уровня (Data Link layer) является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, добавляя контрольную сумму к кадру. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров.

В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Хотя канальный уровень и обеспечивает доставку кадра между любыми двумя узлами локальной сети, он это делает только в сети с совершенно определенной топологией связей, именно той топологией, для которой он был разработан

В глобальных сетях, которые редко обладают регулярной топологией, канальный уровень часто обеспечивает обмен сообщениями только между двумя соседними компьютерами, соединенными индивидуальной линией связи.

Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией, например топологией иерархической звезды. Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой, например, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Можно было бы усложнять протоколы канального уровня для поддержания петлевидных избыточных связей, но принцип разделения обязанностей между уровнями приводит к другому решению. Чтобы с одной стороны сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а с другой допустить использование произвольных топологий, вводится дополнительный сетевой уровень.

На сетевом уровне сам термин сеть наделяют специфическим значением. В данном случае под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.

Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в том случае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличный от принятого в протоколах канального уровня. Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами.

Маршрутизатор — это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями, или хопов (от hop — прыжок), каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

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

Рисунок 9.7 — Пример составной сети

На рис. 9.7 показаны четыре сети, связанные тремя маршрутизаторами. Между узлами А и В данной сети пролегают два маршрута: первый через маршрутизаторы 1 и 3, а второй через маршрутизаторы 1, 2 и 3.

В общем случае функции сетевого уровня шире, чем функции передачи сообщений по связям с нестандартной структурой, которые мы сейчас рассмотрели на примере объединения нескольких локальных сетей. Сетевой уровень решает также задачи согласования разных технологий, упрощения адресации в крупных сетях и создания надежных и гибких барьеров на пути нежелательного трафика между сетями.

Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами (packets). При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие «номер сети». В этом случае адрес получателя состоит из старшей части — номера сети и младшей — номера узла в этой сети. Все узлы одной сети должны иметь одну и ту же старшую часть адреса, поэтому термину «сеть» на сетевом уровне можно дать и другое, более формальное определение: сеть — это совокупность узлов, сетевой адрес которых содержит один и тот же номер сети.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов:

1. сетевые протоколы (routed protocols) — реализуют продвижение пакетов через сеть.

2. протоколы маршрутизации (routing protocols). С помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений.

На сетевом уровне работают протоколы еще одного типа, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети. Такие протоколы часто называют протоколами разрешения адресов — Address Resolution Protocol, ARP. Иногда их относят не к сетевому уровню, а к канальному, хотя тонкости классификации не изменяют их сути. Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.

Транспортный уровень (Transport layer) обеспечивает приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет различные классы сервисов по поддержанию качества обслуживания, предоставляемых транспортным уровнем:

— срочность,

— возможностью восстановления прерванной связи,

— наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол,

— способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

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

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

Протоколы нижних четырех уровней обобщенно называют сетевым транспортом или транспортной подсистемой, так как они полностью решают задачу транспортировки сообщений с заданным уровнем качества в составных сетях с произвольной топологией и различными технологиями. Остальные три верхних уровня решают задачи предоставления прикладных сервисов на основании имеющейся транспортной подсистемы.

Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все с начала.

Представительный уровень (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

Прикладной уровень (Application layer) — набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Приведем в качестве примера несколько наиболее распространенных реализации файловых служб:, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

Рисунок 9.10 — Соответствие функций различных устройств сети уровням модели OSI

Протоколы. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем

Реферат: Протоколы. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем

Современный гуманитарный институт

Реферат по теме: «Протоколы. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем».

По дисциплине: Информатика


Направление: Информатика и ВТ

2003 г.

ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОТОКОЛЫ.
2. ЭТАЛОННАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОСВЯЗИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ.
3. ПОНЯТИЕ «ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

На сегодняшний день в области электронных коммуникаций, рынок компьютеров, коммуникационного

оборудования информационных систем и сетей необычайно широк и разношерстен.

По этой причине создание информационных систем стало невозможно без использования

общих подходов при их разработке, без унификации характеристик и параметров

их составляющих компонент. Для правильного взаимодействия узлов различных вычислительных

сетей их архитектура должна быть открытой. Этим целям служат унификация и стандартизация

в области телекоммуникаций и вычислительных сетей.


Все сказанное определяет актуальность данной темы и цель дальнейшей работы.

В данной работе остановимся, прежде всего, на модели OSI, ее особенностях, используемых

протоколах и понятии открытых систем, так как данные вопросы являются одними

из наиболее значимых при разработке и построении сетей передачи данных и интересны

своим практическим применением.

Связь основывается на некоторой совокупности правил, соблюдаемыми всеми пользователями

и регламентирующих обмен информацией, а также определяющих, что означают те

или иные вещи на самом элементарном уровне: например, какое соглашение используется

для представления цифровых данных или что есть единица и что есть нуль? Наборы

правил работы сети обычно называются сетевыми протоколами, или сетевыми стандартами.

Связь также определяет форматы и смысловое значение для сетевых адресов и другой

необходимой информации. Протоколы охватывают весь диапазон сетевых функций,

начиная от программного обеспечения и заканчивая аппаратурой. Набор протоколов,

называемый так же стеком, представляет собой сочетание протоколов, которые совместно

работают для обеспечения сетевого взаимодействия. Эти наборы протоколов обычно

разбивают на три группы, соответствующие модели OSI: сетевые, транспортные и

прикладные. Поскольку каждый уровень осуществляет специфические функции и имеет

собственные правила, стек протоколов часто содержит различные протоколы для

каждого из этих уровней.


Сетевые протоколы предоставляют следующие услуги: адресацию и маршрутизацию

информации, проверку на наличие ошибок, запрос повторной передачи и установление

правил взаимодействия в конкретной сетевой среде. Эти услуги так же называются

сервисами связи. Вот некоторые популярные сетевые протоколы:


· IP (Internet Protocol – Протокол Internet). Часть набора протоколов TCP/IP,

обеспечивающая адресную информацию и информацию о маршрутизации.


· IPX (Internetwork Packet exchange – межсетевой обмен пакетами) и NWLink. Протокол,

используемый для маршрутизации и направления пакетов.


· NetBEUI. Этот протокол обеспечивает транспортные услуги для NetBIOS.


Наборы протоколов так же содержат транспортные протоколы, отвечающие за обеспечение

надежной транспортировки данных между данных между компьютерами. Наиболее популярные

из них перечислены ниже:


· NetBIOS/NetBEUI. NetBIOS устанавливает соединение между компьютерами, а NetBEUI

предоставляет услуги передачи данных для этого соединения.


· SPX (Sequenced Packet exchange – Последовательный обмен пакетами) и NWLink.

Ориентируемый на соединения протокол Novell, используемый для доставки данных.




· TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей). Часть

набора протоколов TCP/IP, отвечающий за надежную доставку данных.


Наконец, существуют прикладные протоколы. Вот некоторые популярные прикладные

протоколы:


· FTP (File Transfer Protocol – Протокол передачи файлов). Еще один член набора

протоколов TCP/IP, используемый для обеспечения услуг по передаче файлов.


· SMTP (Simple Mail Transport Protocol – Простой протокол передачи почты). Член

набора протоколов TCP/IP, отвечающий за передачу электронной почты.


· SNMP (Simple Network Management Protocol – Простой протокол управления сетью).

Член набора протоколов TCP/IP, используемый для управления и наблюдения за сетевыми

устройствами.

2. ЭТАЛОННАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОСВЯЗИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ.

Теоретическую основу современных сетей определяет Базовая эталонная модель взаимодействия

открытых систем (OSI – Open Systems Interconnection) Международной организации

стандартов (ISO – International Standards Organization). Она описана стандартом

ISO 7498. Модель является международным стандартом для передачи данных. Согласно

международной модели взаимодействия OSI выделяется семь уровней, образующих

область взаимодействия открытых систем.

Уровень	Функции
7. Прикладной	Интерфейс с прикладными процессами
6. Представительный	Согласование представления и интерпретация передаваемых данных
5. Сеансовый	Поддержка диалога между удаленными процессами
4. Транспортный	Обеспечение сквозного обмена данными между системами
3. Сетевой Маршрутизация	Cегментирование и объединение блоков данных; управление потоками данных; обнаружение и отображение ошибок
2. Канальный	Управление каналом передачи данных; формирование кадров; управление доступом к среде передачи; передача данных по каналу; обнаружение ошибок в канале и их коррекция
1. Физический	Физический интерфейс с каналом передачи данных; битовые протоколы модуляции и линейного кодирования

Основная идея модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная

роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расщепляется на отдельные

конкретные задачи. Функции уровня, в зависимости от его уровня, могут выполняться

программными, аппаратными либо программно-аппаратными средствами. Как правило,

реализация функций высших уровней носит программный характер, функции канального

и сетевого уровней могут быть исполнены как программными, так и аппаратными

средствами. Физический уровень обычно выполняется в аппаратном виде.


Каждый уровень определяется группой стандартов, которые включают в себя две

спецификации: протокол и обеспечиваемый для вышестоящего уровня сервис. Под

протоколом подразумевается набор правил и форматов, определяющих взаимодействие

объектов одного уровня модели. Рассмотрим более детально каждый из уровней сетевой

модели OSI.
7: Прикладной уровень


Прикладной уровень представляет собой верхний уровень сетевой модели OSI. Этот

уровень разрешает доступ к сетевым службам, которые непосредственно поддерживают

сеть, например, к сетевой пересылке файлов, обработке сообщение и обработке

запросов к базам данных. Этот уровень так же контролирует доступ к сети в целом,

передачу служебной информации, передачу данных между приложениями-отправителями

и приложениями- получателями и предоставляет приложениям информацию об ошибках

и состоянии сети в тех случаях, когда передача данных нарушается вследствие

ошибок.
6: Представительный уровень


Представительный уровень управляет информацией, связанной с форматом данных

для сетевых коммуникаций. Называемый так же сетевым транслятором, он преобразует

исходящие сообщения в общий формат, который может быть передан по сети. Он так

же преобразует входящие сообщения из этого общего формата в формат, понятный

получающему приложению. Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и

кодирование/декодирование данных. На этом уровне может быть осуществлена трансляция

графических форматов данных.


Информация, посланная уровнем представления, иногда может быть сжата в целях

уменьшения объема пересылаемых данных (это так же требует распаковки на принимающем

конце). Именно на этом уровне функционирует специальная программа, именуемая

редиректором. Редиректор перехватывает запросы на обслуживание и перенаправляет

запросы, которые не могут быть разрешены локально, сетевому ресурсу, который

может их обработать.
5: Сеансовый уровень


Сеансовый уровень позволяет двум сетевым ресурсам поддерживать продолжительное

взаимодействие, называемое сеансом, по сети. Другими словами, приложения на

обоих концах сеанса способны обмениваться данными на протяжении сеанса. Этот

уровень управляет установлением сеанса, обменом информацией или сообщениями

и прекращает работу по окончании сеанса. Он так же отвечает за идентификацию,

позволяя только определенным сторонам принимать участие в сеансе, и поддерживая

службы безопасности с целью управления доступом к информации сеанса.


Сеансовый уровень так же предоставляет услуги по синхронизации для задач на

обоих концах сеанса. Этот уровень помещает в поток данных контрольные точки,

так что если взаимодействие нарушается, заново передаются только данные после

последней контрольной точки. Сеансовый уровень так же управляет такими вопросами,

как определение того, кто и как долго может передавать данные в определенный

момент времени, и поддерживает соединение в перерывах между передачами сообщений,

чтобы избежать закрытия соединения в период отсутствия активности.
4: Транспортный уровень


Транспортный уровень поддерживает управление потоками данных между участниками

по сети. Он делает это путем разделения длинных потоков данных на фрагменты,

которые вписываются в максимальный для используемого сетевого носителя размер

пакета данных. Этот уровень так же производит проверку на наличие ошибок с целью

обеспечения безошибочной доставки данных и соединяет фрагменты снова в исходные

данные после получения. Кроме того, транспортный уровень обеспечивает подтверждение

успешной передачи и отвечает за повторную передачу. Если некоторые пакеты доставляются

с ошибками.
3: Сетевой уровень


Сетевой уровень адресует сообщения для доставки и преобразует логические сетевые

адреса и имена в их физические эквиваленты. Этот уровень так же решает вопросы

маршрутизации между компьютерами. Чтобы решить, как доставить данные из одной

точки в другую, сетевой уровень принимает во внимание различные факторы, такие

как служебную информацию, альтернативные маршруты и приоритеты доставки. Этот

уровень так же осуществляет переключение пакетов, маршрутизацию данных и разрешение

проблем с прохождением информации в сети.
2: Канальный уровень


Канальный уровень обрабатывает специальные пакеты данных между сетевыми и физическими

уровнями. На получающем конце этот уровень распаковывает «сырые» данные из физического

уровня в пакеты данных для доставки на сетевой уровень. Пакет данных является

базовой единицей для сетевого трафика. Когда данные посылаются по сетевому носителю,

пакет данных представляет четко заданную структуру, в которой помещаются данные

из верхних уровней при посылке и из которых данные из верхних уровней берутся

по получении.
1: Физический уровень


Физический уровень конвертирует биты в сигналы для исходящих сообщений и сигналы

в биты — для входящих. Этот уровень упорядочивает передачу бит пакета данных,

когда они отправляются по сети. Физический уровень управляет интерфейсом между

компьютером и сетевым носителем и «сообщает» программному обеспечению драйвера

и сетевому интерфейсу, что именно должно быть послано по сетевому носителю.

Модель OSI, как это следует из ее названия, описывает взаимосвязь открытых систем.

Открытой системой может называться любая система (компьютер, вычислительная

сеть, операционная система, программный пакет, другие аппаратные и программные

продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.


Под термином «спецификация» (в вычислительной технике) понимают формализованное

описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования,

взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых

характеристик. Не всякая спецификация является стандартом. В свою очередь, под

открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации,

соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после

всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.


Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет третьим

сторонам разрабатывать для этих систем различные аппаратные или программные

средства расширения и модификации, а так же создавать программно-аппаратные

комплексы из продуктов разных производителей.


Для реальных систем полная открытость является недостижимым идеалом. Как правило,

даже в системах, называемых открытыми, этому определению соответствуют лишь

некоторые части, поддерживающие внешние интерфейсы. Чем больше открытых спецификаций

использовано при разработке системы, тем более открытой она является.


Модель OSI касается только одного аспекта открытости, а именно открытости средств

взаимодействия устройств, связанных в вычислительную сеть. Здесь под открытой

системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими

сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат,

содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений. Если две системы

построены с соблюдением принципов открытости, то это дает следующие преимущества:


· возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных

производителей, придерживающихся одного и того же стандарта;


· возможность безболезненной замены одних компонентов сети другими, более совершенными,

что позволяет сети развиваться с минимальными затратами;


· возможность легкого сопряжения одной сети с другой;


· простота освоения и обслуживания сети.


Ярким примером открытой системы является международная сеть Internet. Эта сеть

развивалась в полном соответствии с требованиями, предъявляемыми к открытым

системам. В разработке ее стандартов принимали участие тысячи специалистов-пользователей

этой сети из различных университетов, научных организаций и фирм-производителей

вычислительной аппаратуры и программного обеспечения, работающих в разных странах.

Само название стандартов, определяющих работу сети Internet – Request For Comments

(RFC), что можно перевести как «запрос на комментарии», — показывает гласный

и открытый характер принимаемых стандартов. В результате сеть Internet сумела

объединить в себе самое разнообразное оборудование и программное обеспечение

огромного числа сетей, разбросанных по всему миру.

В заключение сделаем следующие выводы.


В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации является многоуровневый

подход к разработке средств сетевого взаимодействия.


Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений,

которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных

узлах, называются протоколом.


Формализованные правила, определяющие взаимодействие сетевых компонентов соседних

уровней одного узла, называются интерфейсом. Интерфейс определяет набор сервисов,

предоставляемых данным уровнем соседнему уровню.


Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия

узлов сети, называется стеком коммуникационных протоколов.


Открытой системой может быть названа любая система, которая построена в соответствии

с общедоступными спецификациями, соответствующими стандартами и принятыми в

результате публичного обсуждения всеми заинтересованными сторонами.


Модель OSI стандартизирует взаимодействие открытых систем. Она определяет семь

уровней взаимодействия: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный,

сетевой, канальный и физический.


Важнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей является

стандартизация коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются наборы

протоколов: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA и OSI.

1. Олифер В.Г., Олифер, Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.

– СПб: Изд-во «Питер», 2000. – 672 с.


2. Лагутенко О.И. Модемы. Справочник пользователя. – СПб: Изд-во «Лань», 1997.

– 368 с.


3. Титтел Э., Хадсон К., Стюатр Дж. М. Networking Essentials. Сертификационный

экзамен – экстерном (экзамен 70–058). – СПб: Изд-во «Питер», 1999. – 384 с.


4. Титтел Э., Конор Д. Netware для «чайников». – К: Изд-во «Диалектика», 1995.

– 317 с.


5. Козье Д. Электронная коммерция. – М: Издательско-торговый дом «Русская Редакция»,

1999. – 288 с.

7 уровней OSI: простое объяснение

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) определяет сетевую структуру для реализации протоколов на семи уровнях. В модели OSI на самом деле ничего нет. На самом деле, это даже не осязаемо. Модель OSI не выполняет никаких функций в сетевом процессе. Это концептуальная основа, чтобы мы могли лучше понять происходящие сложные взаимодействия.

Международная организация по стандартизации (ISO) разработала модель взаимодействия открытых систем (OSI). Он делит сетевое взаимодействие на семь уровней. В этой модели уровни 1-4 считаются нижними уровнями и в основном занимаются перемещением данных. Уровни 5-7, называемые верхними, содержат данные прикладного уровня. Сети работают по одному основному принципу: «передай дальше». Каждый уровень выполняет очень конкретную работу, а затем передает данные на следующий уровень.

Уровень 1 : Физический уровень

Нижний уровень модели OSI начинается с физического уровня . Физический уровень определяет аппаратные средства отправки и получения данных на носителе, включая определение кабелей, плат и физических аспектов. Fast Ethernet, RS232 и ATM — это протоколы с компонентами физического уровня.

Указывает на физические характеристики сети. Это включает в себя типы кабелей, используемых для соединения всего вместе. Типы используемых разъемов, допустимая длина кабелей и т. д. Например, стандарт Ethernet для кабеля 100BaseT определяет электрические характеристики кабелей витой пары, размер и форму разъемов, максимальную длину кабелей.

Физический уровень также определяет электрические характеристики сигналов, используемых для передачи данных по кабелям от одного сетевого узла к другому. В сигналах нет никакого особого значения, кроме того, как выглядят двоичные характеристики того, что «0» или «1». Верхние уровни модели OSI будут назначать значения битам, передаваемым на физическом уровне.

Одним из очень важных типов устройств физического уровня, используемых в сетях, является сетевой TAP. Сетевой TAP — это аппаратное устройство, которое используется для копирования трафика по сетевому каналу и перенаправления копии на средства устранения неполадок и анализа без прерывания потока трафика или создания точки отказа, даже если TAP теряет питание.

Как видно из рисунка, восточный трафик направляется на мониторный порт A, а западный трафик направляется на мониторный порт B.

☑ Уровень 1 Физические примеры включают Ethernet, FDDI, B8ZS, V .35, В.24, RJ45.

Уровень 2 : Канальный уровень

Канальный уровень — это место, где мы начинаем придавать смысл или информацию тому, что мы собираемся отправить по сети. Протоколы уровня канала передачи данных решают такие вопросы, как размер отправляемого пакета, способ адресации каждого доставляемого пакета, чтобы он попадал к предполагаемому получателю, и способ гарантировать, что не более одного узла попытается передать его. отправить пакет получателю одновременно.

Канальный уровень обеспечивает обнаружение и исправление ошибок, чтобы гарантировать, что отправленные данные совпадают с полученными данными. Если ошибку нельзя исправить, в стандарте канала передачи данных необходимо указать, как узел должен быть уведомлен об ошибке, чтобы он мог повторно передать ошибочные данные.

Каждый узел ( N сеть I интерфейс C ard — NIC ) имеет адрес на уровне канала передачи данных, называемый M edia A ccess C управляющий адрес, обычно называемый MAC-адресом . Это фактический аппаратный адрес, который назначается производителем устройства. Вы можете узнать MAC-адрес вашего устройства, открыв командное окно и выполнив команду «ipconfig / all».

☑ Примеры канала передачи данных уровня 2 включают PPP, FDDI, ATM, IEEE 802.5/802.2, IEEE 802.3/802.2, HDLC, Frame Relay.

Уровень 3 : Сетевой уровень

Уровень 3 отвечает за маршрутизацию сетевых сообщений по сети. Важной функцией сетевого уровня является логическая адресация. Каждое сетевое устройство имеет физический адрес, называемый MAC-адресом (см. уровень 2). Когда вы покупаете сетевую карту NIC для своего компьютера, MAC-адрес этой карты нельзя изменить. Однако, если вы хотите использовать какую-либо другую систему адресации для обращения к своим компьютерам и другим устройствам, на сетевом уровне уровня 3 вы можете настроить так называемый «логический адрес». Логический адрес дает сетевому устройству место, где к нему можно получить доступ в сети, используя назначенный вами адрес.

Логические адреса могут создаваться и использоваться протоколами сетевого уровня, такими как IP или IPX. Протокол сетевого уровня преобразует логические адреса в MAC-адреса.

Например, если вы используете IP в качестве протокола сетевого уровня, устройствам в сети назначаются IP-адреса, такие как 107.210.76.30. Поскольку протокол IP работает на уровне 3 для фактической отправки пакетов, IP необходимо преобразовывать IP-адрес устройства в правильный MAC-адрес. Вы можете использовать команду «ipconfig /all», чтобы найти IP-адрес вашего компьютера или другого устройства.

После разрешения IP-адреса нам нужно настроить маршрут для перемещения пакета к месту назначения. Маршрутизация вступает в игру, когда пакет из одной сети необходимо отправить на компьютер в другой сети.

☑ Примеры сетей уровня 3 включают AppleTalk DDP, IP, IPX.

Уровень 4 : Транспортный уровень

Транспортный уровень — это базовый уровень, на котором один сетевой компьютер взаимодействует с другим сетевым компьютером. На транспортном уровне вы найдете один из самых популярных сетевых протоколов, T передача C управление P протокол ( TCP ). Основная цель транспортного уровня — обеспечить надежное и безошибочное перемещение пакетов по сети. Транспортный уровень делает это, устанавливая соединения между сетевыми устройствами, подтверждая получение пакетов и повторно отправляя пакеты, которые не были получены или повреждены при их поступлении.

Во многих случаях протокол транспортного уровня делит большие сообщения на более мелкие пакеты, которые можно эффективно передавать по сети. Протокол транспортного уровня повторно собирает сообщение на принимающей стороне, обеспечивая получение всех пакетов, содержащихся в одной передаче, и отсутствие потери данных.

☑ Примеры транспорта уровня 4 включают SPX, TCP, UDP.

Уровень 5: Сеансовый уровень

Сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает соединения между узлами сети. Перед передачей данных по сети должен быть установлен сеанс. Сеансовый уровень гарантирует, что эти сеансы правильно установлены и поддерживаются. Он обеспечивает работу в полнодуплексном, полудуплексном или симплексном режимах и устанавливает процедуры проверки, приостановки, завершения и перезапуска. Модель OSI возложила на этот уровень ответственность за корректное закрытие сеансов, что является свойством TCP , а также для проверки и восстановления сеанса, что обычно не используется в Internet Protocol Suite. Сеансовый уровень обычно явно реализуется в средах приложений, использующих удаленные вызовы процедур.

☑ Примеры сеансов уровня 5 включают NFS, имена NetBios, RPC, SQL.

Уровень 6: Уровень представления

Уровень представления отвечает за преобразование данных, отправляемых по сети, из одного типа представления в другой. Например, уровень представления может применять сложные методы сжатия, поэтому требуется меньше байтов данных для представления информации при ее отправке по сети. На другом конце передачи транспортный уровень распаковывает данные.

Этот уровень обеспечивает независимость от различий в представлении данных (например, шифрование) путем преобразования из приложения в сетевой формат и наоборот. Уровень представления работает для преобразования данных в форму, которую может принять прикладной уровень. Этот уровень форматирует и шифрует данные для отправки по сети, избавляя от проблем совместимости. Иногда его называют синтаксическим слоем.

☑ Уровень 6 Примеры представления включают шифрование, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, PICT, JPEG, MPEG, MIDI.

Уровень 7: Прикладной уровень

Самый высокий уровень модели OSI, прикладной уровень, имеет дело с методами, которые прикладные программы используют для связи с сетью. Название этого уровня немного сбивает с толку, потому что прикладные программы (такие как Excel или Word) на самом деле не являются частью этого уровня. Скорее прикладной уровень представляет собой уровень, на котором прикладные программы взаимодействуют с сетью, используя программные интерфейсы для запроса сетевых служб. Одним из наиболее часто используемых протоколов прикладного уровня является HTTP, что означает протокол передачи гипертекста. HTTP является основой всемирной паутины.

☑ Примеры приложений уровня 7 включают веб-браузеры, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP.

Что такое уровень 7? | Avi Networks

<< Вернуться к техническому глоссарию

Определение уровня 7 OSI

Уровень 7 относится к самому внешнему седьмому уровню модели взаимодействия открытых систем (OSI). Этот самый высокий уровень, также известный как прикладной уровень, поддерживает приложения и процессы конечного пользователя.

Этот уровень ближе всего к конечному пользователю и полностью зависит от приложения. Уровень 7 идентифицирует стороны во время их связи, оценивает качество обслуживания между ними и решает такие вопросы, как ограничения на синтаксис данных, аутентификацию пользователей и конфиденциальность.