Как называется сетевая модель определяющая 7 уровней сети: Модель OSI 7 уровней — для чайников с примерами
Содержание
OSI vs. TCP/IP — Orkhan Alishov
Модель Open Systems Interconnection (OSI) — это скелет, фундамент и база всех сетевых сущностей. Модель определяет сетевые протоколы, распределяя их на 7 логических уровней. Важно отметить, что в любом процессе, управление сетевой передачей переходит от уровня к уровню, последовательно подключая протоколы на каждом из уровней.
Нижние уровни отвечают за физические параметры передачи, такие как электрические сигналы. Да — да, сигналы в проводах передаются с помощью представления в токи. Токи представляются в виде последовательности единиц и нулей (1 и 0), затем, данные декодируются и маршрутизируются по сети. Более высокие уровни охватывают запросы, связанные с представлением данных. Условно говоря, более высокие уровни отвечают за сетевые данные с точки зрения пользователя.
Модель OSI была изначально придумана как стандартный подход, архитектура или паттерн, который бы описывал сетевое взаимодействие любого сетевого приложения. Давайте разберемся поподробнее.
1. Физический (Physical layer) уровень
На первом уровне модели OSI происходит передача физических сигналов (токов, света, радио) от источника к получателю. На этом уровне мы оперируем кабелями, контактами в разъемах, кодированием единиц и нулей, модуляцией и так далее.
Среди технологий, которые живут на первом уровне, можно выделить самый основной стандарт — Ethernet. Он есть сейчас в каждом доме. Отметим, что в качестве носителя данных могут выступать не только электрические токи. Радиочастоты, световые или инфракрасные волны используются также повсеместно в современных сетях.
Сетевые устройства, которые относят к первому уровню это концентраторы и репитеры — то есть «глупые» железки, которые могут просто работать с физическим сигналом, не вникая в его логику (не декодируя).
2. Канальный (Data link layer) уровень
Представьте, мы получили физический сигнал с первого уровня — физического. Это набор напряжений разной амплитуды, волн или радиочастот. При получении, на втором уровне проверяются и исправляются ошибки передачи. На втором уровне мы оперируем понятием «фрейм», или как еще говорят «кадр». Тут появляются первые идентификаторы — MAC адреса. Они состоят из 48 бит и выглядят примерно так: 00:16:52:00:1f:03.
Канальный уровень сложный. Поэтому, его условно говоря делят на два подуровня: управление логическим каналом (LLC, Logical Link Control) и управление доступом к среде (MAC, Media Access Control). На этом уровне обитают такие устройства как коммутаторы и мосты. Кстати! Стандарт Ethernet тоже тут. Он уютно расположился на первом и втором (1 и 2) уровнях модели OSI.
3. Сетевой (Network layer) уровень
Идем вверх! Сетевой уровень вводит термин «маршрутизация» и, соответственно, IP адрес. Кстати, для преобразования IP адресов в MAC адреса и обратно используется протокол ARP.
Именно на этом уровне происходит маршрутизация трафика, как таковая. Если мы хотим попасть на сайт google.com, то мы отправляем DNS запрос, получаем ответ в виде IP адреса и подставляем его в пакет. Да – да, если на втором уровне мы используем термин фрейм/кадр, как мы говорили ранее, то здесь мы используем пакет.
Из устройств здесь живет его величество маршрутизатор.
Процесс, когда данные передаются с верхних уровней на нижние называется инкапсуляцией данных, а когда наоборот, наверх, с первого, физического к седьмому, то этот процесс называется декапсуляцией данных.
4. Транспортный (Transport layer) уровень
Транспортный уровень, как можно понять из названия, обеспечивает передачу данных по сети. Здесь две основных рок звезды — TCP и UDP. Разница в том, что различный транспорт применяется для разной категории трафика. Принцип такой:
- Трафик чувствителен к потерям — нет проблем, TCP (Transmission Control Protocol)! Он обеспечивает контроль за передачей данных;
- Немного потеряем — не страшно — по факту, сейчас, когда вы читаете эту статью, пару пакетов могло и потеряться. Но это не чувствуется для вас, как для пользователя. UDP (User Datagram Protocol) вам подойдет. А если бы это была телефония? Потеря пакетов там критична, так как голос в реальном времени начнет попросту «квакать»;
5. Сеансовый (Session layer) уровень
Попросите любого сетевого инженера объяснить вам сеансовый уровень. Ему будет трудно это сделать, инфа 100%. Дело в том, что в повседневной работе, сетевой инженер взаимодействует с первыми четырьмя уровнями — физическим, канальным, сетевым и транспортным. Остальные, или так называемые «верхние» уровни относятся больше к работе разработчиков софта. Но мы попробуем!
Сеансовый уровень занимается тем, что управляет соединениями, или попросту говоря, сессиями. Он их разрывает. Помните мем про «НЕ БЫЛО НИ ЕДИНОГО РАЗРЫВА»? Мы помним. Так вот, это пятый уровень постарался.
6. Уровень представления (Presentation layer)
На шестом уровне творится преобразование форматов сообщений, такое как кодирование или сжатие. Тут живут JPEG и GIF, например. Так же уровень ответственен за передачу потока на четвертый (транспортный уровень).
7. Уровень приложения (Application layer)
На седьмом этаже, на самой верхушке айсберга, обитает уровень приложений! Тут находятся сетевые службы, которые позволяют нам, как конечным пользователям, серфить просторы интернета. Гляньте, по какому протоколу у вас открыта наша база знаний? Правильно, HTTPS. Этот парень с седьмого этажа. Еще тут живут простой HTTP, FTP и SMTP.
Сетевая модель TCP/IP
Модель TCP/IP также является многоуровневой сетевой моделью, но это четырехуровневая модель. Он широко известен как TCP/IP, поскольку основными протоколами являются TCP и IP, но в этой модели используются не только эти два протокола.
Прикладной уровень (Application layer)
На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений. Эти программы имеют свои собственные протоколы обмена информацией, например, HTTP для WWW, FTP (передача файлов), SMTP (электронная почта), SSH (безопасное соединение с удалённой машиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса) и многие другие.
Транспортный уровень (Transport layer)
Транспортный уровень, также известный как транспортный уровень хост-хост, отвечает за предоставление прикладного уровня сервисами связи сеанса и датаграмм. Основными протоколами этого уровня являются TCP и UDP. Протокол TCP обеспечивает один-на-один, ориентированную на соединение, надежную службу связи. Он отвечает за последовательность и подтверждение отправленных пакетов, а также восстановление пакетов, потерянных при передаче. UDP предоставляет один-к-одному или один-ко-многим, без подключения, ненадежную службу связи. UDP обычно используется, когда объем передаваемых данных невелик (например, данные помещаются в один пакет).
Сетевой уровень (Network layer)
Сетевой уровень отвечает за адресацию хостов, упаковку и функции маршрутизации. Основными протоколами сетевого уровня являются IP, протокол разрешения адресов (ARP), протокол управляющих сообщений Интернета (ICMP) и протокол управления группами Интернета (IGMP). IP — это маршрутизируемый протокол, отвечающий за IP-адресацию, маршрутизацию и фрагментацию и повторную сборку пакетов. ARP отвечает за обнаружение адреса уровня сетевого доступа, такого как адрес аппаратных средств, связанный с данным доступом к Интернет-уровню. ICMP отвечает за предоставление диагностических функций и отчетов об ошибках из-за неудачной доставки IP-пакетов. IGMP отвечает за управление многоадресными группами IP. На этом уровне IP добавляет заголовок к пакетам, который известен как IP-адрес. Сейчас есть IPv4 (32-битный) адрес и IPv6 (128-битный) адрес.
Канальный уровень (Link layer)
Канальный уровень описывает, каким образом передаются пакеты данных через физический уровень, включая кодирование (то есть специальные последовательности бит, определяющих начало и конец пакета данных). Канальный уровень иногда разделяют на 2 подуровня — LLC и MAC. Кроме того, канальный уровень описывает среду передачи данных (будь то коаксиальный кабель, витая пара, оптическое волокно или радиоканал), физические характеристики такой среды и принцип передачи данных (разделение каналов, модуляцию, амплитуду сигналов, частоту сигналов, способ синхронизации передачи, время ожидания ответа и максимальное расстояние).
Модель TCP/IP vs. модель OSI
Модель TCP/IP старше модели OSI. На следующем рисунке показана соответствующая взаимосвязь их уровней.
Сравнивая слои TCP/IP-модели, и модели OSI, прикладной уровень протокола TCP/IP-модели аналогичен комбинации слоев 5, 6, 7 модели OSI, но TCP/IP-модель не имеет отдельного уровня представления и сеансового уровня. Транспортный уровень протокола TCP/IP включает в себя функции транспортного уровня OSI и некоторые функции сеансового уровня модели OSI. Уровень доступа сети модели TCP/IP охватывает канальный и физический уровни модели OSI. Обратите внимание, что сетевой уровень TCP/IP не использует преимущества служб последовательности и подтверждения, которые могут присутствовать на канальном уровне передачи данных модели OSI. Это ответственность транспортного уровня в модели TCP/IP.
Учитывая значения двух моделей, модель OSI является концептуальной моделью. Она в основном используется для описания, обсуждения и понимания отдельных сетевых функций. Однако, TCP/IP в первую очередь сконструирована для того, чтобы разрешить специфический круг проблем, а не действовать как описание поколения для всех сетевых взаимодействий как модель OSI. Модель OSI является общей, независимой от протокола, но большинство протоколов и систем придерживаются ее, в то время как модель TCP/IP основана на стандартных протоколах, которые разработал интернет. Другой момент, который следует отметить в модели OSI заключается в том, что не все уровни используются в более простых приложениях. В то время как уровни 1, 2, 3 являются обязательными для любой передачи данных, приложение может использовать какой-то уникальный интерфейс уровня вместо обычных верхних уровней в модели.
Заключение
Модель TCP/IP и модель OSI являются концептуальными моделями, используемыми для описания всех сетевых коммуникаций, в то время как TCP/IP сама по себе также является важным протоколом, используемым во всех операциях Интернета. Как правило, когда мы говорим об уровне 2, уровне 3 или уровне 7, в котором работает сетевое устройство, мы имеем в виду модель OSI. Модели TCP/IP используется как для моделирования текущей архитектуры Интернета и обеспечивают набор правил, которым следуют все формы передачи по сети.
7 уровней и рабочие примеры в обзоре WiFiGid
Всем привет, и с вами снова Бородач! У нас очередной курс «Для самых маленьких», и поговорим мы про модель OSI. Многие системные администраторы и юные IT инженеры что-то слышали про это, но боялись спросить. Сразу скажу, что любой специалист, программист, инженер или администратор, работающий с сетями и интернетом, должен на зубок знать всё то, о чем я расскажу ниже. Статья подойдет как для специалистов, так и для чайников.
OSI модель, или модель стека протоколов TCP/IP, или модель открытых систем, или модель сетевого взаимодействия – это ядро, на котором управляется и взаимодействует любая современная сеть и подключенные к ней устройства. Поэтому её желательно знать всем тем, кто работает в «сетевой» индустрии. Без данных знаний даже в том же программировании будет достаточно тяжело.
Модели OSI позволяют взаимодействовать устройствам в компьютерной сети по определенным правилам и протоколам. Если раскрыть расшифровку аббревиатуры термина, то получится английская надпись: «Open Systems Interconnection Basic Reference Model», – что дословно можно перевести как: «Эталонная Модель Взаимодействия Открытых Систем». В модели существует 7 уровней, которые используются для передачи информации от одного устройства к другому.
Содержание
- Уровни
- Принцип работы
- Уровень 1 – Физический
- Уровень 2 – Канальный
- Уровень 3 – Сетевой уровень
- Уровень 4 – Транспортный
- Уровень 5 – Сеансовый
- Уровень 6 – Представительский
- Уровень 7 – Прикладной уровень
- Видео
- Задать вопрос автору статьи
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:
- С седьмого по пятый уровень – идет операция с данными.
- Далее на транспортном уровне данные переводятся в сегменты или дейтаграммы.
- На сетевом уровне они переводятся в пакеты.
- Далее идет перевод в кадры или фреймы.
- Ну и в самом конце вся информация переводится в обычные биты.
Также, исходя из таблицы, вы можете заметить два названия:
- Media Layers (нижние уровни) – чаще всего уже используются в коммутаторах, маршрутизаторах, хабах – где идет задача передачи информации по кабелю.
- Host Layers (верхние уровни) – используются уже на самих устройствах: телефонах, планшетах, компьютерах, ноутбуках и т. д.
Это примерное разделение всех уровней на две градации. Самые интересные из уровней – это как раз класс «Media Layers», так как ими чаще всего и оперируют сетевые инженеры. И они же за них отвечают головой.
ПРИМЕЧАНИЕ! Вы можете посмотреть в таблицу на протоколы модели OSI, и вам станет примерно понятен уровень взаимодействия данных при передаче и приеме.
Принцип работы
Для удобства представления работы 7-ми уровней модели OSI давайте посмотрим на картинку ниже.
У нас есть два компьютера, которые на определенном уровне могут взаимодействовать только по протоколам. Можно сказать – это определенные вид данных, который понятен компьютерам на выделенном уровне. Например, на физическом уровне модели OSI используются протоколы, а данные передаются битами. На том же канальном уровне модели OSI информация передается кадрами используя свои протоколы.
Но для перевода информации от одного уровня к другому используются специальные службы. Также обратите внимание, что на транспортном уровне данные впервые разбиваются на сегменты. Каждый сегмент имеет «нумерованную» метку. Данная метка нужна, чтобы второе принимающее устройство поняло – в каком порядке склеивать эти сегменты, чтобы получить нужные данные. Далее на других уровнях идет разбиение на пакеты, кадры и в самом конце на биты. Пакеты, кадры также имеют свои очередные метки.
Немножко поподробнее о том, каким образом идет перевод информации с одного уровня на другой. Советую прям вникнуть в эту информацию, так как это нужно для понимания всей сути модели OSI. Если что-то будет непонятно, то прочтите её ещё раз или можете спросить меня какие-то нюансы ниже в комментариях. Чтобы было наглядно понятнее, давайте посмотрим на картинку ниже – тут представлена схема перевода информации к разному виду по всем уровням сетевой модели OSI.
- Первые 3 верхних уровня: прикладной, представительский и сеансовый – оперируют данными почти в чистом виде. Поэтому про них говорить нет смысла. Но я напишу о них пару строк в самом конце статьи.
- Далее на транспортном уровне OSI с помощью служб данные переходят в Сегменты (Дейтаграммы). Посмотрите внимательно как это происходит. Идет разбиение на несколько сегментов. Каждому сегменту приписывается заголовок, которые нужен для того, чтобы знать в каком порядке нужно соединять данные сегменты в будущем. Можно сказать, что сегмент – это фрагмент данных с заголовком.
- На этом этапе из транспортного уровня сегменты переводятся в пакеты. Это происходит достаточно просто – каждому сегменты, приписывается свой заголовок пакета. Наверное, вы уже заметили, что наша информация растет в размерах. Как раз из-за дописания заголовков. В итоге пакеты имеют больший размер чем сегменты.
- Далее информация из пакетов переходит на нижележащий канальный уровень. И так давайте перечислим все то, что у нас тут есть:
- Сегменты – данные с заголовком сегмента.
- Заголовок пакета, который расположен выше сегмента.
- Заголовок кадра, который приписывается пакету.
- Подсчитывается контрольная сумма и приписывается каждой доле информации. Она необходима для того, чтобы принимающая информация поняла, что получила нужную информацию. В общем для проверки. Если контрольная сумма будет неправильной, то принимающий компьютер может запросить повторную отправку данных.
- Ну и в самом конце все кадры будут переведены в биты и отправлены по кабелю.
Весь этот процесс запаковки данных называется инкапсуляцией данных. Когда информация дойдет до принимающего компьютера начнется обратный процесс – декапсуляции данных, которая проходит по той же схеме, только в обратно порядке.
Уровень 1 – Физический
Физический или первый уровень – является самым низшим уровнем, так как передаваемая информация имеет вид нулей и единиц. При этом могут использоваться различные протоколы, от которых зависит вид этих самых нулей и единиц. На данном уровне может определяться топология сетей и передача данных по ним.
Разделяют два вида передачи битовых потоков:
- Дуплексная – когда устройство может одновременно принимать и отправлять данные. Например, во время игры, когда приложению нужно постоянно получать и отправлять информацию. По-другому ещё называется – двунаправленная передача.
- Полудуплексная – когда устройство может только принимать, либо отправлять данные. Можно сравнить с потоком. Ещё называют – однонаправленная передача данных.
На физическом уровне на данный момент используют несколько сред. При кабельном подключении используют витую пару или оптоволокно. Коаксиальный кабель используется, но реже. Есть ещё беспроводная среда, в которой используются радиоволны: 802.11 Wi-Fi, Bluetooth, DSL, GSM и т.д.
Тут нужно определять не только среду, но и тип подключения (портов), а также дальность, на которую можно передать информацию при использовании кабельной или беспроводной среды.
Советую почитать про среды физического уровня отдельно:
- Wi-Fi
- Витая пара
- Оптоволокно
Уровень 2 – Канальный
Данный уровень в семиуровневой модели является одним из самых главных, так как тут появляется адресация. Чтобы знать, куда нужно передавать информацию в сети, которая может состоять из сотни устройств – нужно использовать адреса. На канальном уровне используются MAC-адреса.
Также этот уровень умеет связывать два устройства с помощью последовательности команд. С помощью команд можно запросить повторную отправку данных, если они пришли не в том виде, или контрольная сумма не прошла на определенном кадре. Именно на канальном уровне чаще всего работают коммутаторы, так как адресация между устройствами идет именно с помощью таблицы коммутации, в которой содержатся MAC-адреса подключенных устройств.
Советую более подробно прочесть про коммутатор в этой статье.
Уровень 3 – Сетевой уровень
Сетевой уровень работает с протоколами, которые используют IP адресацию. К таким устройствам относят почти все оборудование, но чаще в пример приводят роутеры (маршрутизаторы). Есть, конечно, и коммутаторы, которые работают на данном уровне.
Сетевой уровень решает важную задачу передачи пакетов нужному узлу. Например, отдаленный компьютер может находиться в другой подсети или вообще в другой сети. Тогда для отправки пакетов и определяется оптимальный путь до конечного узла.
Обязательно читаем подробную статью про роутер.
Уровень 4 – Транспортный
Транспортный уровень – позволяет напрямую обмениваться данными между двумя узлами. Например, протокол TCP используется для передачи четкой информации: картинки, тексты, файлы. UDP же чаще всего используются в потоках: видео, аудио, онлайн-игры и т.д.
При этом часто используется сквозное соединение, когда данные отправляются напрямую. Также транспортный уровень первый, который взаимодействует с прямыми данными и сеансовым уровнем.
Например, для связи устройств в канальном уровне используется физическая топология сетей. На сетевом уровне логическая топология. А вот на данном уровне идет прямая связь «узел-узел». Например, если вы заходите на какой-то сайт, то вы напрямую связываетесь с определённым сервером через DNS или IP адрес.
Уровень 5 – Сеансовый
Окончательно переводит сегменты или дейтаграммы в уже понятные компьютеру данные. Также на этом этапе может быть разрыв прямой связи между отправляющим или передающим компьютером.
Уровень 6 – Представительский
Окончательно переводит информацию к определенному виду данных, уже понятному для человека. Один из примеров – это кодировка текста. Когда данные приходят в кодировке ASCII, а их нужно перевести в UTF-8 или в другой вид.
Уровень 7 – Прикладной уровень
Уровень, который представляет данные в презентабельном для человека виде. Именно этот уровень также обменивается информацией напрямую с пользователем. Один из часто встречаемых протоколов на последнем уровне – это протокол HTTPS, которые позволяет представлять и читать данные в браузере.
Видео
Что такое слои и протокол? Стек TCP/IP
Что такое модель TCP/IP?
Модель TCP/IP поможет вам определить, как конкретный компьютер должен быть подключен к Интернету и как данные должны передаваться между ними. Это поможет вам создать виртуальную сеть, когда несколько компьютерных сетей соединены вместе. Целью модели TCP/IP является обеспечение связи на больших расстояниях.
TCP/IP означает протокол управления передачей/протокол Интернета. Стек TCP/IP специально разработан как модель, обеспечивающая высоконадежный сквозной поток байтов через ненадежную межсетевую сеть.
В этом руководстве по TCP/IP вы узнаете:
- Характеристики TCP
- Модель четырех уровней TCP/IP
- Прикладной уровень
- Транспортный уровень
- Интернет-уровень
- Уровень сетевого интерфейса
- Различия между моделями OSI и TCP/IP
- Наиболее распространенные протоколы TCP/IP
- Преимущества модели TCP/IP
- Недостатки модели TCP/IP
Характеристики TCP
Основные характеристики протокола TCP IP:
- Поддержка гибкой архитектуры TCP/IP
- Добавить дополнительную систему в сеть очень просто.
- В наборе протоколов TCP/IP сеть остается неповрежденной до тех пор, пока исходная и целевая машины не будут работать должным образом.
- TCP — это протокол, ориентированный на соединение.
- TCP обеспечивает надежность и гарантирует, что данные, поступающие не по порядку, должны быть возвращены в порядок.
- TCP позволяет реализовать управление потоком, поэтому отправитель никогда не перегружает получателя данными.
Четыре уровня модели TCP/IP
В этом руководстве по TCP/IP мы объясним различные уровни и их функции в модели TCP/IP:
Концептуальные уровни TCP/IP
Функциональность модели TCP/IP разделена на четыре уровня, каждый из которых включает определенные протоколы.
TCP/IP представляет собой многоуровневую систему серверной архитектуры, в которой каждый уровень определяется в соответствии с конкретной выполняемой функцией. Все эти четыре уровня TCP/IP работают совместно для передачи данных с одного уровня на другой.
- Прикладной уровень
- Транспортный уровень
- Интернет-уровень
- Сетевой интерфейс
Модель четырех уровней TCP/IP
Прикладной уровень
Прикладной уровень взаимодействует с прикладной программой, которая является высшим уровнем модели OSI. Прикладной уровень — это уровень OSI, ближайший к конечному пользователю. Это означает, что прикладной уровень OSI позволяет пользователям взаимодействовать с другим программным приложением.
Прикладной уровень взаимодействует с программными приложениями для реализации коммуникационного компонента. Интерпретация данных прикладной программой всегда выходит за рамки модели OSI.
Примером прикладного уровня является приложение, такое как передача файлов, электронная почта, удаленный вход в систему и т. д.
Функции прикладного уровня: синхронизация общения.
Транспортный уровень
Транспортный уровень строится на сетевом уровне для обеспечения передачи данных от процесса на компьютере исходной системы к процессу в системе назначения. Он размещается с использованием одной или нескольких сетей, а также поддерживает функции качества обслуживания.
Определяет, сколько данных должно быть отправлено, куда и с какой скоростью. Этот уровень основан на сообщении, полученном от прикладного уровня. Это помогает гарантировать, что блоки данных доставляются без ошибок и в определенной последовательности.
Транспортный уровень помогает контролировать надежность канала посредством управления потоком, контроля ошибок и сегментации или десегментации.
Транспортный уровень также предлагает подтверждение успешной передачи данных и отправляет следующие данные в случае отсутствия ошибок. TCP — самый известный пример транспортного уровня.
Важные функции транспортных уровней:
- Он делит сообщение, полученное от сеансового уровня, на сегменты и нумерует их для создания последовательности.
- Транспортный уровень обеспечивает доставку сообщения правильному процессу на целевом компьютере.
- Это также гарантирует, что все сообщение будет доставлено без ошибок, иначе оно должно быть передано повторно.
Интернет-уровень
Интернет-уровень — это второй уровень уровней TCP/IP модели TCP/IP. Он также известен как сетевой уровень. Основная работа этого уровня заключается в отправке пакетов из любой сети, и любой компьютер все равно достигает пункта назначения независимо от маршрута, по которому они идут.
Интернет-уровень предлагает функциональный и процедурный метод для передачи последовательностей данных переменной длины от одного узла к другому с помощью различных сетей.
Доставка сообщений на сетевом уровне не дает никаких гарантированно надежных протоколов сетевого уровня.
Протоколы управления уровнями, принадлежащие сетевому уровню:
- Протоколы маршрутизации
- Управление многоадресной группой
- Назначение адреса сетевого уровня.
Уровень сетевого интерфейса
Уровень сетевого интерфейса — это уровень четырехуровневой модели TCP/IP. Этот уровень также называется уровнем доступа к сети. Это поможет вам определить детали того, как данные должны быть отправлены с использованием сети.
Он также включает в себя то, как биты должны оптически сигнализироваться аппаратными устройствами, которые напрямую взаимодействуют с сетевой средой, такими как коаксиальные, оптические, коаксиальные, оптоволоконные кабели или кабели с витой парой.
Сетевой уровень представляет собой комбинацию линии передачи данных и определяется в статье эталонной модели OSI. Этот уровень определяет, как данные должны физически передаваться по сети. Этот уровень отвечает за передачу данных между двумя устройствами в одной сети.
Различия между моделями OSI и TCP/IP
Разница между моделями OSI и TCP/IP
Вот некоторые важные различия между моделями OSI и TCP/IP:
Модель OSI | Модель TCP/IP |
---|---|
Разработан ISO (Международная организация по стандартизации) | Он разработан ARPANET (сеть агентств перспективных исследовательских проектов). |
Модель OSI обеспечивает четкое различие между интерфейсами, службами и протоколами. | TCP/IP не имеет четких различий между службами, интерфейсами и протоколами. |
OSI означает взаимодействие открытых систем. | TCP относится к протоколу управления передачей. |
OSI использует сетевой уровень для определения стандартов и протоколов маршрутизации. | TCP/IP использует только уровень Интернета. |
OSI использует вертикальный подход. | TCP/IP придерживается горизонтального подхода. |
Модель OSI использует два отдельных уровня: физический и канал передачи данных, чтобы определить функциональность нижних уровней. | TCP/IP использует только один уровень (канал). |
Уровни OSI имеют семь уровней. | TCP/IP имеет четыре уровня. |
Модель OSI, транспортный уровень ориентирован только на соединение. | Уровень модели TCP/IP ориентирован как на установление соединения, так и на отсутствие соединения. |
В модели OSI уровень канала передачи данных и физический уровень являются отдельными уровнями. | В протоколе TCP физический канал и канал передачи данных объединены в единый уровень «хост-сеть». |
Уровни сеанса и представления не являются частью модели TCP. | В модели TCP нет уровня сеанса и уровня представления. |
Определяется после появления Интернета. | Определялся до появления интернета. |
Минимальный размер заголовка OSI — 5 байт. | Минимальный размер заголовка — 20 байт. |
Наиболее распространенные протоколы TCP/IP
Некоторые широко используемые наиболее распространенные протоколы TCP/IP: принимающая сторона.
IP:
Адрес Интернет-протокола, также известный как IP-адрес, представляет собой числовую метку. Он назначается каждому устройству, подключенному к компьютерной сети, которая использует IP-адрес для связи. Его функция маршрутизации обеспечивает межсетевое взаимодействие и, по сути, устанавливает Интернет. Комбинация IP с TCP позволяет установить виртуальное соединение между пунктом назначения и источником.
HTTP:
Протокол передачи гипертекста является основой Всемирной паутины. Он используется для передачи веб-страниц и других подобных ресурсов с HTTP-сервера или веб-сервера на веб-клиент или HTTP-клиент. Всякий раз, когда вы используете веб-браузер, такой как Google Chrome или Firefox, вы используете веб-клиент. Это помогает HTTP передавать веб-страницы, которые вы запрашиваете с удаленных серверов.
SMTP:
SMTP означает простой протокол передачи почты. Этот протокол поддерживает электронную почту и известен как простой протокол передачи почты. Этот протокол помогает вам отправлять данные на другой адрес электронной почты.
SNMP:
SNMP означает простой протокол управления сетью. Это структура, которая используется для управления устройствами в Интернете с использованием протокола TCP/IP.
DNS:
DNS означает систему доменных имен. IP-адрес, который используется для уникальной идентификации подключения хоста к Интернету. Однако пользователи предпочитают использовать имена вместо адресов для этого DNS.
TELNET:
TELNET расшифровывается как терминальная сеть. Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером. Он установил соединение таким образом, что вы можете имитировать вашу локальную систему в удаленной системе.
FTP:
FTP означает протокол передачи файлов. Это наиболее часто используемый стандартный протокол для передачи файлов с одной машины на другую.
Преимущества модели TCP/IP
Вот преимущества и преимущества использования модели TCP/IP:
- Помогает установить/настроить соединение между компьютерами разных типов.
- Работает независимо от операционной системы.
- Поддерживает множество протоколов маршрутизации.
- Обеспечивает межсетевое взаимодействие между организациями.
- TCP/IP имеет хорошо масштабируемую архитектуру клиент-сервер.
- Может работать независимо.
- Поддерживает ряд протоколов маршрутизации.
- Может использоваться для установления соединения между двумя компьютерами.
Модель
Недостатки модели TCP/IP
Вот несколько недостатков модели TCP/IP:
- TCP/IP — сложная модель для настройки и управления.
- Неглубокие/накладные расходы TCP/IP выше, чем у IPX (межсетевой пакетный обмен).
- В этой модели транспортный уровень не гарантирует доставку пакетов.
- Заменить протокол в TCP/IP непросто.
- Нет четкого разделения со своими службами, интерфейсами и протоколами.
Сводка:
- Полная форма модели TCP/IP, объясняемая как протокол управления передачей/протокол Интернета.
- TCP поддерживает гибкую архитектуру
- Прикладной уровень взаимодействует с прикладной программой, которая является высшим уровнем модели OSI.
- Интернет-уровень — это второй уровень модели TCP/IP. Он также известен как сетевой уровень.
- Транспортный уровень строится на сетевом уровне для обеспечения передачи данных от процесса на компьютере исходной системы к процессу в системе назначения.
- Уровень сетевого интерфейса — это уровень четырехуровневой модели TCP/IP. Этот уровень также называется уровнем доступа к сети.
- OSI разработана ISO (Международная организация по стандартизации), тогда как модель TCP/IP разработана ARPANET (сеть агентств перспективных исследовательских проектов).
- Адрес Интернет-протокола, также известный как IP-адрес, представляет собой числовую метку.
- HTTP — это основа Всемирной паутины.
- SMTP означает простой протокол передачи почты, который поддерживает электронную почту и известен как простая передача почты
- SNMP означает простой протокол управления сетью.
- DNS означает систему доменных имен.
- TELNET расшифровывается как терминальная сеть. Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером
- FTP означает протокол передачи файлов. Это наиболее часто используемый стандартный протокол для передачи файлов с одной машины на другую.
- Самым большим преимуществом модели TCP/IP является то, что она помогает вам установить/настроить соединение между различными типами компьютеров.
- TCP/IP — сложная модель для настройки и управления.
- Какие существуют типы уровней TCP/IP?
Существует четыре типа уровней TCP/IP.- Прикладной уровень
- Транспортный уровень
- Интернет-уровень
- Сетевой интерфейс
Модель
.
Объяснение сетевых уровней OSI
Модель Open System Interconnection (OSI) концептуально иллюстрирует семь уровней абстракции коммуникационной структуры, которые устройства используют для взаимодействия по сети. В 1980-х эта модель была общепринятой стандартной структурой для сетевого взаимодействия.
Модель определяет набор правил и положений, необходимых для обеспечения взаимодействия между различным программным обеспечением и устройствами.
Он был введен Организацией стандартов Интернета в 1984 году, когда компьютерные сети только становились новой концепцией. Несмотря на то, что Интернет в наши дни основан на более простой сетевой модели, TCP/IP. Семиуровневая модель OSI по-прежнему используется для визуализации базовой сетевой архитектуры и устранения неполадок.
7 уровней модели OSI
Модель OSI разделена на семь уровней для представления сетевой архитектуры. Каждый уровень выполняет свой собственный набор задач и взаимодействует с вышестоящими и нижележащими уровнями, чтобы обеспечить успешную передачу данных по сети. Давайте обсудим все слои и их свойства «сверху вниз».
7. Прикладной уровень
Это единственный уровень, который предполагает прямое взаимодействие с данными от конечного пользователя. Другими словами, этот уровень обеспечивает взаимодействие человека с компьютером, так что веб-браузеры или приложения почтовых клиентов полагаются на него для обеспечения связи. Следовательно, приложения полагаются на уровень, чтобы использовать свой протокол и службы обработки данных для передачи полезной информации. Некоторыми из наиболее распространенных протоколов прикладного уровня являются HTTP, SMTP (обеспечивает связь по электронной почте), FTP, DNS и т. д.
6. Уровень представления
Этот уровень подготавливает данные для прикладного уровня, учитывая, что приложение принимает и требует кодирования, шифрования, форматирования или семантики. Он получает входящие данные с нижележащего уровня и переводит их в понятный приложению синтаксис. Следовательно, он подготавливает данные и делает их презентабельными для правильного использования прикладным уровнем. Он также получает данные с прикладного уровня и сжимает их для передачи по сеансовому уровню. Процесс сжатия минимизирует размер данных, что оптимизирует эффективность и скорость передачи данных.
5. Сеансовый уровень
Как следует из названия, сеансовый уровень отвечает за создание канала связи между устройствами, называемого сеансом. Этот уровень держит канал связи открытым достаточно долго для успешного и бесперебойного обмена данными. В конце концов, после завершения передачи он завершает сеанс, чтобы избежать потери ресурсов.
Сеансовый уровень также предлагает контрольные точки для синхронизации передачи данных. Таким образом, уровень может возобновить передачу сеанса с определенных контрольных точек, если она была приостановлена или прервана между ними, вместо того, чтобы передавать полностью с нуля. Он также отвечает за аутентификацию и повторное подключение.
4. Транспортный уровень
Четвертый уровень модели OSI отвечает за сквозную связь. Он получает данные от уровня сеанса, разбивает их на более мелкие биты на передающей стороне, называемые сегментами, и отправляет их на сетевой уровень. Транспортный уровень также отвечает за упорядочивание и повторную сборку сегментов на принимающей стороне.
Со стороны отправителя он также несет ответственность за обеспечение контроля потока и ошибок при передаче данных. Управление потоком определяет оптимальную требуемую скорость для связи, чтобы передатчик со стабильным и быстрым соединением не переполнял приемник с относительно более медленным соединением. Это гарантирует, что данные отправляются правильно и полностью посредством контроля ошибок. Если нет, он запрашивает повторную передачу.
3. Сетевой уровень
Сетевой уровень отвечает за получение сегментов от транспортного уровня и разделение их на еще более мелкие единицы, называемые пакетами. Затем эти пакеты повторно собираются на принимающем устройстве. Сетевой уровень доставляет данные по назначению на основе адресов, найденных внутри этих пакетов.
Выполняет логическую адресацию, чтобы найти наилучший возможный физический маршрут для передачи пакета. На этом уровне маршрутизаторы играют очень важную роль, поскольку они однозначно идентифицируют каждое устройство в сети. Процесс называется маршрутизацией.
2. Канальный уровень
Канальный уровень поддерживает и прекращает связь между двумя физически соединенными узлами. Он разбивает пакеты, полученные от источника, на кадры перед отправкой их получателю. Этот уровень отвечает за внутрисетевое взаимодействие.
Канальный уровень имеет два подуровня. Первым из них является управление доступом к среде (MAC), которое передает поток управления с использованием MAC-адресов и мультиплексирования для передачи устройств по сети. Logical Link Control (LLC) осуществляет контроль ошибок, идентифицирует линии протокола и синхронизирует кадры.
Физический уровень
Нижним уровнем этой модели является физический уровень. Уровень отвечает за оптическую передачу данных между подключенными устройствами. Он передает необработанные данные в виде потоков битов с физического уровня устройства-отправителя на физический уровень устройства-получателя, определяя скорость передачи битов. Следовательно, он выполняет битовую синхронизацию и управление битовой скоростью. Поскольку он называется «физическим» уровнем, он включает в себя физические ресурсы, такие как кабели, сетевые модемы или концентраторы, повторители или адаптеры и т. д.
Преимущества модели OSI
- Самая важная роль, которую играет модель OSI, заключается в том, чтобы заложить основу базовой сетевой архитектуры, обеспечить визуализацию и лучшее понимание.
- Это помогает сетевым операторам понять аппаратное и программное обеспечение, необходимое для самостоятельного построения сети.
- Он понимает и управляет процессом, выполняемым компонентами в сети.
- Упрощает поиск и устранение неполадок, точно определяя слой, вызывающий проблемы. Помогает администраторам разрешать их соответствующим образом, не мешая остальным слоям в стеке.
Заключение
Модель взаимодействия открытых систем OSI — это эталонная модель, обеспечивающая удобное представление данных, передаваемых по сети. Он разбивает задачи сетевого взаимодействия на семь управляемых битов, выполняемых на каждом абстрактном уровне. Каждый уровень несет уникальную ответственность, полностью независимую от других уровней модели.