Модель osi iso: The OpenNet Project: .

Уровни модели OSI

Только начали работать сетевым администратором? Не хотите оказаться сбитым с толку? Наша статья вам пригодится. Слышали, как проверенный временем администратор говорит о сетевых неполадках и упоминает какие-то уровни? Может вас когда-нибудь спрашивали на работе, какие уровни защищены и работают, если вы используете старый брандмауэр? Чтобы разобраться с основами информационной безопасности, нужно понять принцип иерархии модели OSI. Попробуем увидеть возможности данной модели.

Уважающий себя системный администратор должен хорошо разбираться в сетевых терминах

Сетевая модель OSI

В переводе с английского — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Точнее, сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO. Введена в 1984 году в качестве концептуальной основы, разделившей процесс отправки данных во всемирной паутине на семь несложных этапов. Она не является самой популярной, так как затянулась разработка спецификации OSI. Стек протоколов TCP/IP выгоднее и считается основной используемой моделью. Впрочем, у вас есть огромный шанс столкнуться с моделью OSI на должности системного администратора или в IT-сфере.

Создано множество спецификаций и технологий для сетевых устройств. В таком разнообразии легко запутаться. Именно модель взаимодействия открытых систем помогает понимать друг друга сетевым устройствам, использующим различные методы общения. Заметим, что наиболее полезна OSI для производителей программного и аппаратного обеспечения, занимающихся проектированием совместимой продукции.

Спросите, какая же в этом польза для вас? Знание многоуровневой модели даст вам возможность свободного общения с сотрудниками IT-компаний, обсуждение сетевых неполадок уже не будет гнетущей скукой. А когда вы научитесь понимать, на каком этапе произошёл сбой, сможете легко находить причины и значительно сокращать диапазон своей работы.

Уровни OSI

Модель содержит в себе семь упрощённых этапов:

• Физический.
• Канальный.
• Сетевой.
• Транспортный.
• Сеансовый.
• Представительский.
• Прикладной.

Почему разложение на шаги упрощает жизнь? Каждый из уровней соответствует определённому этапу отправки сетевого сообщения. Все шаги последовательны, значит, функции выполняются независимо, нет необходимости в информации о работе на предыдущем уровне. Единственная необходимая составляющая — способ получения данных с предшествующего шага, и каким образом пересылается информация на последующий шаг.

Перейдём к непосредственному знакомству с уровнями.

Физический уровень

Главная задача первого этапа — пересылка битов через физические каналы связи. Физические каналы связи — устройства, созданные для передачи и приёма информационных сигналов. К примеру, оптоволокно, коаксиальный кабель или витая пара. Пересылка может проходить и через беспроводную связь. Первый этап характеризуется средой передачи данных: защитой от помех, полосой пропускания, волновым сопротивлением. Так же задаются качества электрических конечных сигналов (вид кодирования, уровни напряжения и скорость передачи сигнала) и подводятся к стандартным типам разъёмов, назначаются контактные соединения.

Функции физического этапа осуществляются абсолютно на каждом устройстве, подключённом к сети. Например, сетевой адаптер реализовывает эти функции со стороны компьютера. Вы могли уже столкнуться с протоколами первого шага: RS -232, DSL и 10Base-T, определяющими физические характеристики канала связи.

Канальный уровень

На втором этапе связываются абстрактный адрес устройства с физическим устройством, проверяется доступность среды передачи. Биты сформировываются в наборы — кадры. Основная задача канального уровня — выявление и правка ошибок. Для корректной пересылки перед и после кадра вставляются специализированные последовательности битов и добавляется высчитанная контрольная сумма. Когда кадр достигает адресата, вновь высчитывается контрольная сумма, уже прибывших данных, если она совпадает с контрольной суммой в кадре, кадр признаётся правильным. В ином случае появляется ошибка, исправляемая через повторную передачу информации.

Канальный этап делает возможным передачу информации, благодаря специальной структуре связей. В частности, через протоколы канального уровня работают шины, мосты, коммутаторы. В спецификации второго шага входят: Ethernet, Token Ring и PPP. Функции канального этапа в компьютере исполняют сетевые адаптеры и драйверы к ним.

Сетевой уровень

В стандартных ситуациях функций канального этапа не хватает для высококачественной передачи информации. Спецификации второго шага могут передавать данные лишь между узлами с одинаковой топологией, к примеру, дерева. Появляется необходимость в третьем этапе. Нужно образовать объединённую транспортную систему с разветвлённой структурой для нескольких сетей, обладающих произвольной структурой и различающихся методом пересылки данных.

Если объяснить по-другому, то третий шаг обрабатывает интернет-протокол и исполняет функцию маршрутизатора: поиск наилучшего пути для информации. Маршрутизатор — устройство, собирающее данные о структуре межсетевых соединений и передающее пакеты в сеть назначения (транзитные передачи — хопы). Если вы сталкиваетесь с ошибкой в IP-адресе, то это проблема, возникшая на сетевом уровне. Протоколы третьего этапа разбиваются на сетевые, маршрутизации или разрешения адресов: ICMP, IPSec, ARP и BGP.

Транспортный уровень

Чтобы данные дошли до приложений и верхних уровней стека, необходим четвёртый этап. Он предоставляет нужную степень надёжности передачи информации. Значатся пять классов услуг транспортного этапа. Их отличие заключается в срочности, осуществимости восстановления прерванной связи, способности обнаружить и исправить ошибки передачи. К примеру, потеря или дублирование пакетов.

Как выбрать класс услуг транспортного этапа? Когда качество каналов транспортировки связи высокое, адекватным выбором окажется облегчённый сервис. Если каналы связи в самом начале работают небезопасно, целесообразно прибегнуть к развитому сервису, который обеспечит максимальные возможности для поиска и решения проблем (контроль поставки данных, тайм-ауты доставки). Спецификации четвёртого этапа: TCP и UDP стека TCP/IP, SPX стека Novell.

Объединение первых четырёх уровней называется транспортной подсистемой. Она сполна предоставляет выбранный уровень качества.

Сеансовый уровень

Пятый этап помогает в регулировании диалогов. Нельзя, чтобы собеседники прерывали друг друга или говорили синхронно. Сеансовый уровень запоминает активную сторону в конкретный момент и синхронизирует информацию, согласуя и поддерживая соединения между устройствами. Его функции позволяют возвратиться к контрольной точке во время длинной пересылки и не начинать всё заново. Также на пятом этапе можно прекратить соединение, когда завершается обмен информацией. Спецификации сеансового уровня: NetBIOS.

Представительский уровень

Шестой этап участвует в трансформации данных в универсальный распознаваемый формат без изменения содержания. Так как в разных устройствах утилизируются различные форматы, информация, обработанная на представительском уровне, даёт возможность системам понимать друг друга, преодолевая синтаксические и кодовые различия. Кроме того, на шестом этапе появляется возможность шифровки и дешифровки данных, что обеспечивает секретность. Примеры протоколов: ASCII и MIDI, SSL.

Прикладной уровень

Седьмой этап в нашем списке и первый, если программа отправляет данные через сеть. Состоит из наборов спецификаций, через которые юзер приобретает доступ к файлам, Web-страницам. Например, при отправке сообщений по почте именно на прикладном уровне выбирается удобный протокол. Состав спецификаций седьмого этапа очень разнообразен. К примеру, SMTP и HTTP, FTP, TFTP или SMB.

Вы можете услышать где-нибудь о восьмом уровне модели ISO. Официально, его не существует, но среди работников IT-сферы появился шуточный восьмой этап. Всё из-за того, что проблемы могут возникнуть по вине пользователя, а как известно, человек находится у вершины эволюции, вот и появился восьмой уровень.

Рассмотрев модель OSI, вы смогли разобраться со сложной структурой работы сети и теперь понимаете суть вашей работы. Всё становится довольно просто, когда процесс разбивается на части!

Модель OSI и протоколы IEEE 802

Модель OSI

В модели OSI/ISO сетевые функции
распределены между семью уровнями.

Уровень	Наименование	ФУНКЦИЯ
1	Физический	Собственно кабель или физический носитель
2	Канальный	Передача и прием пакетов, определение аппаратных адресов
3	Сетевой	Маршрутизация и ведение учета
4	Транспортный	Обеспечение корректной сквозной пересылки данных
5	Сеансовый	Аутентификация и проверка полномочий
6	Представления данных	Интерпретация и сжатие данных
7	Прикладной	Предоставление услуг на уровне конечного пользователя: почта, регистрация и т. д.

В числе «семь» нет ничего
магического, просто в разработке
Эталонной модели участвовали семь
комитетов, и для каждого из них был
создан один уровень. Схема OSI — не просто
абстрактная модель; ее сопровождает
реальный набор «стандартных»
протоколов. Создание системы OSI началось
в первой половине 80-х годов и
растянулось на многие годы. Пока
комитеты ISO спорили о своих стандартах,
за их спиной менялась вся концепция
организации сетей и по всему миру
внедрялся протокол TCP/IP.

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

В горизонтальной модели двум
программам требуется общий протокол для
обмена данными. В вертикальной -
соседние уровни обмениваются данными с
использованием интерфейсов API.

Рисунок 1 Модель OSI

Уровень 1, физический

Физический уровень получает
пакеты данных от вышележащего
канального уровня и преобразует их в
оптические или электрические сигналы,
соответствующие 0 и 1 бинарного потока.
Эти сигналы посылаются через среду
передачи на приемный узел. Механические
и электрические/оптические свойства
среды передачи определяются на
физическом уровне и включаютя:

• Тип кабелей и разъемов

• Разводку контактов в
  разъемах

• Схему кодирования сигналов
  для значений 0 и 1

К числу наиболее
распространенных спецификаций
физического уровня относятся:

• EIA-RS-232-C, CCITT V. 24/V.28 -
  механические/электрические
  характеристики несбалансированного
  последовательного интерфейса.

• EIA-RS-422/449, CCITT V.10 — механические,
  электрические и оптические
  характеристики сбалансированного
  последовательного интерфейса.

• IEEE 802.3 — Ethernet

• IEEE 802.5 — Token ring

Уровень 2, канальный

Канальный уровень
обеспечивает создание, передачу и прием
кадров данных. Этот уровень обслуживает
запросы сетевого уровня и использует
сервис физического уровня для приема и
передачи пакетов. Спецификации IEEE 802.x
делят канальный уровень на два
подуровня: управление логическим
каналом (LLC) и управление доступом к
среде (MAC). LLC обеспечивает обслуживание
сетевого уровня, а подуровень MAC
регулирует доступ к разделяемой
физической среде.

Наиболее часто используемые
на уровне 2 протоколы включают:

Уровень 3, сетевой

Сетевой уровень отвечает за
деление пользователей на группы. На этом
уровне происходит маршрутизация
пакетов на основе преобразования MAC-адресов
в сетевые адреса. Сетевой уровень
обеспечивает также прозрачную передачу
пакетов на транспортный уровень.

Наиболее часто на сетевом
уровне используются протоколы:

• IP — протокол Internet

• IPX — протокол межсетевого
  обмена

• X.25 (частично этот протокол
  реализован на уровне 2)

• CLNP — сетевой протокол без
  организации соединений

Уровень 4, транспортный

Транспортный уровень делит
потоки информации на достаточно малые
фрагменты (пакеты) для передачи их на
сетевой уровень.

Наиболее распространенные
протоколы транспортного уровня
включают:

• TCP — протокол управления
  передачей

• NCP — Netware Core Protocol

• SPX — упорядоченный обмен
  пакетами

• TP4 — протокол передачи класса 4

Уровень 5, сеансовый

Сеансовый уровень отвечает за
организацию сеансов обмена данными
между оконечными машинами. Протоколы
сеансового уровня обычно являются
составной частью функций трех верхних
уровней модели.

Уровень 6, уровень
представления

Уровень представления
отвечает за возможность диалога между
приложениями на разных машинах. Этот
уровень обеспечивает преобразование
данных (кодирование, компрессия и т.п.)
прикладного уровня в поток информации
для транспортного уровня. Протоколы
уровня представления обычно являются
составной частью функций трех верхних
уровней модели.

Уровень 7, прикладной

Прикладной уровень отвечает
за доступ приложений в сеть. Задачами
этого уровня является перенос файлов,
обмен почтовыми сообщениями и
управление сетью.

К числу наиболее
распространенных протоколов верхних
уровней относятся:

• FTP — протокол переноса файлов

• TFTP — упрощенный протокол
  переноса файлов

• X.400 — электронная почта

• Telnet

• SMTP — простой протокол
  почтового обмена

• CMIP — общий протокол
  управления информацией

• SNMP — простой протокол
  управления сетью

• NFS — сетевая файловая система

• FTAM — метод доступа для
  переноса файлов

Протоколы IEEE 802

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
является профессиональной организацией
(США), определяющей стандарты, связанные
с сетями и другими аспектами
электронных коммуникаций. Группа IEEE 802.X
содержит описание сетевых спецификаций
и содержит стандарты, рекомендации и
информационные документы для сетей и
телекоммуникаций.

Публикации IEEE являются
результатом работы различных
технических, исследовательских и
рабочих групп.

Рекомендации IEEE связаны
главным образом с 2 нижними уровнями
модели OSI — физическим и канальным. Эти
рекомендации делят канальный уровень на
2 подуровня нижний — MAC (управление
доступом к среде) и верхний — LLC (управление
логическим каналом).

Часть стандартов IEEE (802.1 — 802.11)
была адаптирована ISO (8801-1 — 8802-11,
соответственно), получив статус
международных стандартов. В литературе,
однако, гораздо чаще упоминаются
исходные стандарты, а не международные (IEEE
802. 3, а не ISO/IEC 8802-3).

Ниже приведено краткое
описание стандартов IEEE 802.X:

• 802.1 — задает
  стандарты управления сетью на MAC-уровне,
  включая алгоритм Spanning Tree. Этот
  алгоритм используется для
  обеспечения единственности пути (отсутствия
  петель) в многосвязных сетях на основе
  мостов и коммутаторов с возможностью
  его замены альтернативным путем в
  случае выхода из строя. Документы
  также содержат спецификации сетевого
  управления и межсетевого
  взаимодействия.

• 802.2 — определяет
  функционирование подуровня LLC на
  канальном уровне модели OSI. LLC
  обеспечивает интерфейс между
  методами доступа к среде и сетевым
  уровнем. Прозрачные для вышележащих
  уровней функции LLC включают
  кадрирование, адресацию, контроль
  ошибок. Этот подуровень используется
  в спецификации 802.3 Ethernet, но не включен
  в спецификацию Ethernet II.

• 802.3 — описывает
  физический уровень и подуровень MAC для
  сетей с немодулированной передачей (baseband
  networks), использующих шинную топологию и
  метод доступа CSMA/CD. Этот стандарт был
  разработан совместно с компаниями
  Digital, Intel, Xerox и весьма близок к
  стандарту Ethernet. Однако стандарты Ethernet
  II и IEEE 802.3 не полностью идентичны и для
  обеспечения совместимости
  разнотипных узлов требуется
  применять специальные меры. 802.3 также
  включает технологии Fast Ethernet (100BaseTx,
  100BaseFx, 100BaseFl).

• 802.5 — описывает
  физический уровень и подуровень MAC для
  сетей с кольцевой топологией и
  передачей маркеров. Этому стандарту
  соответствуют сети IBM Token Ring 4/16 Мбит/с.

• 802.8 — отчет TAG по
  оптическим сетям. Документ содержит
  обсуждение использования оптических
  кабелей в сетях 802.3 — 802.6, а также
  рекомендации по установке оптических
  кабельных систем.

• 802.9 — отчет рабочей
  группы по интеграции голоса и данных (IVD).
  Документ задает архитектуру и
  интерфейсы устройств для
  одновременной передачи данных и
  голоса по одной линии. Стандарт 802.9,
  принятый в 1993 году, совместим с ISDN и
  использует подуровень LLC,
  определенный в 802. 2, а также
  поддерживает кабельные системы UTP (неэкранированные
  кабели из скрученных пар).

• 802.10 — в этом отчете
  рабочей группы по безопасности ЛВС
  рассмотрены вопросы обмена данными,
  шифрования, управления сетями и
  безопасности в сетевых архитектурах,
  совместимых с моделью OSI.

• 802.11 — имя рабочей
  группы, занимающейся спецификацийе
  100BaseVG Ethernet 100BaseVG. Комитет 802.3, в свою
  очередь, также предложил спецификации
  для Ethernet 100 Мбит/с

Отметим, что работа комитета
802.2 послужила базой для нескольких
стандартов (802.3 — 802.6, 802.12). Отдельные
комитеты (802.7 — 802.11) выполняют в основном
информационные функции для комитетов,
связанных с сетевыми архитектурами.

Отметим также, что разные
комитеты 802.X задают разный порядок битов
при передаче. Например, 802.3 (CSMA/CD) задает
порядок LSB, при котором передается
сначала наименее значимый бит (младший
разряд), 802.5 (token ring) использует обратный
порядок — MSB, как и ANSI X3T9.5 — комитет,
отвечающий за архитектурные
спецификации FDDI. Эти два варианта
порядка передачи известны как «little-endian»
(канонический) и «big-endian» (некононический),
соответственно. Эта разница в порядке
передачи имеет существенное значение
для мостов и маршрутизаторов,
связывающих различные сети. 

Международный
телекоммуникационный союз (ITU)

ITU представляет собой
международную организацию в области
стандартизации при ООН, ответственную
за разработку стандартов для
телекоммуникационного оборудования и
услуг.

ITU включает три подразделения:

• ITU-T (телекоммуникационный
  сектор, ранее Международный
  консультативный комитет по
  телефонной и телеграфной связи — CCITT)
  отвечает за коммуникационные
  стандарты. Эта группа является
  наиболее активным разработчиком
  стандартов в сфере передачи данных по
  сетям.

• CCIR — международный
  консультативный комитет по
  радиосвязи.

• IFRB — международный
  комитет по регистрации частот,
  отвечающий за выделение радиочастот
  для телекоммуникаций.

Ниже приведен список наиболее
распространенных стандартов ITU:

• V. 11 — электрические
  характеристики сбалансированных
  устройств при скоростях до 10 Мбит/с.
  Совместим с RS-422.

• V.22 — работа
  синхронных и асинхронных модемов по
  выделенным и коммутируемым линиям при
  скоростях до 1200 бит/с.

• V.22bis — работа
  синхронных и асинхронных модемов по
  выделенным и коммутируемым линиям при
  скоростях до 2400 бит/с с возможностью
  снижения до 1200 бит/с.

• V.24 — устройства
  физического обмена данными для
  подключения компьютерного
  оборудования. RS-232D является частью V.24.
  V.28 определяет электрические
  параметры устройства.

• V.25bis — процедура
  автоматических звонков (соединений) и
  ответа, реализующая командный
  протокол, подобный набору команд Hayes AT,
  но ориентированных на поддержку
  систем международной связи.

• V.28 — электрические
  характеристики несбалансированного
  устройтсва обмена, используемого
  совместно с физическим устройством
  V.24. Напряжение от 5 до 15 В определяет
  двоичный 0; от -5 до -15 — двоичную 1.
  Стандарт совместим с RS-232D.

• V.32 — работа
  синхронных и асинхронных модемов по
  выделенным и коммутируемым линиям при
  скоростях до 9600 и 4800 бит/с.

• V. 32ter — версия
  стандарта V.32, предложенная AT&T для
  скорости 19200 бит/с с возможностью
  снижения до максимальной
  поддерживаемой линией и устройствами
  скорости.

• V.32 bis — работа
  синхронных и асинхронных модемов по
  выделенным и коммутируемым линиям при
  скоростях до 14400 бит/сс возможностью
  снижения до максимальной
  поддерживаемой линией и устройствами
  скорости.

• V.35 — физическое
  устройство обмена данными для
  подключения компьютерного
  оборудования при скоростях до 48 Кбит/с
  взамен устаревших V.36 и V.37. Сейчас V.35
  является базовым термином для
  описания физического соединения и
  электрических параметров при
  скоростях до 2 Мбит/с.

• V.42 — Стандарт CCITT для
  контроля ошибок при связи асинхронных
  модемов. Определяет протокол LAP-M.

• V.42bis — Стандарт CCITT
  для встроенного в модемы протокола
  коррекции ошибок и компрессии данных.

• V.34 — работа
  синхронных и асинхронных модемов по
  выделенным и коммутируемым линиям при
  скоростях до 28800 бит/с.

Другие стандарты

Американский национальный
институт стандартов (ANSI)

Представляет США в ISO. К числу
наиболее важных стандартов ANSI относится
FDDI.

ATM Forum

Некоммерческая организация (консорциум),
задачей которой является обеспечение
интероперабельности оборудования на
базе международных стандартов и
обеспечение кооперации производителей
оборудования. К числу наиболее важных
стандартов ATM Forum относятся:

Ассоциация электронной
промышленности (EIA)

Наиболее важные стандарты EIA:

Приведенная в документе
техническая информация может быть
изменена без предупреждения.

© 1997 Xylan Corporation.

4 июня 1998 года
Перевод на русский язык © 1998, BiLiM Systems Ltd.

ISO — 35.100 — Взаимосвязь открытых систем (OSI)

ISO — 35.100 — Взаимосвязь открытых систем (OSI)

Перейти к основному содержанию

ИСУ	Поле
35.100.01	Взаимосвязь открытых систем в целом
35. 100.05	Многослойные приложения Включая международные стандартизированные профили
35.100.10	Физический уровень
35.100.20	Канальный уровень
35.100.30	Сетевой уровень
35.100.40	Транспортный уровень
35.100.50	Сеансовый уровень
35. 100.60	Уровень представления
35.100.70	Прикладной уровень

Фильтр:

Опубликовано

 В разработке

 Снято

 Удалено

Совпадающих записей не найдено. Пожалуйста, попробуйте изменить настройки фильтра.

Эталонная модель OSI и ее значение

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) определяется как стандартная модель, используемая для описания потока информации от одного вычислительного устройства к другому, работающему в сетевой среде. В этой статье подробно объясняется модель OSI, ее семь уровней и ее важность в современном сетевом мире.

Содержание

• Что такое модель OSI?
• Уровни модели OSI
• Значение модели OSI

Что такое модель OSI?

Модель взаимодействия открытых систем (OSI) относится к стандартной модели, используемой для описания потока информации от одного вычислительного устройства к другому, работающему в сетевой среде. Модель определяет набор правил и требований для передачи данных и взаимодействия между различными устройствами, продуктами и программным обеспечением в сетевой инфраструктуре. Модель OSI разделена на семь основных уровней (снизу вверх): физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, презентационный и прикладной 9.0213 .

В 1984 году Международная организация по стандартизации (ISO) опубликовала структуру OSI для стандартизации принципов проектирования сетей и производства оборудования. До появления OSI в сетевой архитектуре отсутствовали стандартные протоколы, необходимые для эффективной передачи данных и проектирования инфраструктуры.

Таким образом, сетевые администраторы столкнулись с проблемой установки, настройки и настройки нового оборудования в существующих сетях. Более того, интеграция таких устройств с внешними сетями казалась еще более сложной. С появлением эталонной модели OSI администраторы смогли разработать эффективную сетевую инфраструктуру, в которой оборудование могло взаимодействовать с другими универсальными сетями.

Какое значение имеет модель OSI?

Установление стандартных протоколов связи является ключом к формализации связи во внутренних и внешних сетях, таких как облако или Интернет. Такая стандартизация способствует более быстрому обмену данными между устройствами и сетями независимо от того, где находятся данные, откуда они отправляются или откуда они принимаются.

Модель OSI позволяет производителям оборудования определять свои стандарты и протоколы, сохраняя при этом взаимосвязь с другими производителями. Кроме того, модель OSI является ключом к устранению неполадок сетевых устройств. Когда сетевой блок выходит из строя или приложение выходит из строя и не может связаться с остальной сетью, модель OSI удобна, поскольку она позволяет администраторам сосредоточиться на конкретном уровне OSI и устранить неполадки отказавшего компонента. Таким образом, концептуальная структура OSI имеет решающее значение для проектирования, производства и устранения неполадок сетевых технологий.

Как модель OSI упрощает передачу данных?

Давайте рассмотрим пример приложения электронной почты, чтобы лучше понять, как данные проходят через модель OSI. Вы должны отметить, что данные передаются с уровня 7 на уровень 1 на стороне отправителя, а с уровня 1 на уровень 7 на стороне получателя.

Когда физическое лицо отправляет электронное письмо, оно отправляется на уровень представления (уровень 6) с помощью стандартного исходящего протокола (протокола SMTP). На уровне 6 сообщение электронной почты сжимается и пересылается на сеансовый уровень (уровень 5). Затем сеансовый уровень устанавливает связь между отправителем и исходящим сервером, тем самым запуская сеанс связи.

Затем сеансовый уровень отправляет сообщение на транспортный уровень (уровень 4), который выполняет сегментацию данных. Сегментированное сообщение далее отправляется на сетевой уровень (уровень 3), который разбивает сегменты на пакеты данных. Эти пакеты данных пересылаются на канальный уровень (уровень 2), где пакеты данных далее делятся на кадры. Затем эти кадры отправляются на физический уровень (уровень 1), где полученные данные преобразуются в нули и единицы. Затем эти битовые потоки передаются по сети по кабелям или сетевым соединениям.

Когда сообщение электронной почты достигает устройства получателя, описанный выше процесс меняется на противоположный, подразумевая, что поток данных начинается на физическом уровне и заканчивается на уровне приложений. Таким образом, приведенные выше потоки битов из нулей и единиц преобразуются в исходное сообщение электронной почты, которое, наконец, доступно в электронном письме получателя. Когда получатель отвечает на этот почтовый поток, процесс повторяется с потоком данных, начиная с уровня 7 на уровень 1. Таким образом, модель OSI упрощает связь между сетевыми компонентами.

Узнать больше: Что такое узкий искусственный интеллект (ИИ)? Определение, проблемы и передовой опыт на 2022 год

Уровни модели OSI

Каждый уровень модели OSI выполняет определенную функцию, необходимую для поддержания бесперебойного потока данных в сети. Он взаимодействует и работает с уровнями выше и ниже, чтобы обеспечить передачу физических и виртуальных данных через сетевую архитектуру. Давайте разберемся с каждым слоем более подробно. Начнем с самого верхнего слоя 7 и перейдем к слою 1.

7. Прикладной уровень

Прикладной уровень является самым верхним уровнем в модели OSI. Уровень устанавливает связь между приложением в сети и конечным пользователем, использующим его, определяя протоколы для успешного взаимодействия с пользователем. Отличным примером этого уровня являются веб-браузеры.

Протоколы прикладного уровня позволяют программному обеспечению управлять потоком данных и представлять его пользователю. Некоторые из известных протоколов включают протокол передачи гипертекста (HTTP), простой протокол передачи почты (SMTP) и протокол передачи файлов (FTP).

Ключевые функции:

• Прикладной уровень предоставляет пользовательские интерфейсы (UI), которые являются ключевыми для взаимодействия с пользователем
• Поддерживает различные приложения, такие как электронная почта и удаленная передача файлов

Таким образом, уровень 7 обеспечивает эффективную связь между приложениями в различных вычислительных системах и сетях.

6. Уровень представления

Уровень представления часто называют уровнем синтаксиса или перевода, поскольку он переводит данные приложения в сетевой формат. Этот уровень также шифрует и расшифровывает данные перед их передачей по сети. Например, уровень 6 шифрует данные из приложения и расшифровывает их на стороне получателя, обеспечивая безопасную передачу данных. Более того, известно, что этот уровень сжимает данные, полученные от уровня 7, чтобы уменьшить общий размер передаваемых данных.

Основные функции:

• Выполнение преобразования данных на основе семантики данных приложения
• Шифрует и расшифровывает конфиденциальные данные, передаваемые по каналам связи
• Выполняет сжатие данных для уменьшения количества битов в передаваемых данных

Таким образом, уровень 6 гарантирует, что передаваемая информация находится в желаемом формате, как того требует принимающее приложение.

5. Сеансовый уровень

Сеансовый уровень устанавливает сеанс связи между взаимодействующими объектами. Сеанс поддерживается с достаточным временным интервалом, чтобы обеспечить эффективную передачу данных и избежать траты вычислительных ресурсов.

Этот уровень OSI также отвечает за синхронизацию данных для поддержания бесперебойного потока данных. Это означает, что в ситуациях, когда большие объемы данных отправляются одновременно, уровень 5 может разбивать данные на более мелкие фрагменты, добавляя контрольные точки.

Предположим, вы хотите отправить документ на 500 страниц другому человеку. В этом случае этот слой может добавлять контрольные точки на 50 или 100 страницах. Это на случай, если передача документа будет прервана из-за сбоя сети или системы. Как только проблема с системным сбоем будет решена, передача документов возобновится с последней контрольной точки. Такая система экономит время, не перезапуская передачу файлов с самого начала.

Основные функции:

• Открытие, поддержание и закрытие сеансов связи
• Включает синхронизацию данных путем добавления контрольных точек в потоки данных

Таким образом, уровень 5 устанавливает, поддерживает, синхронизирует и завершает сеансы между приложениями конечного пользователя.

4. Транспортный уровень

Транспортный уровень обеспечивает безопасную передачу сообщений между отправителем и получателем. Он делит данные, полученные от слоя выше, на более мелкие сегменты. Он также повторно собирает данные на стороне получателя, чтобы позволить сеансовому уровню прочитать их.

Уровень 4 выполняет две важные функции: управление потоком и контроль ошибок. Управление потоком подразумевает регулирование скорости передачи данных. Это гарантирует, что взаимодействующее устройство с хорошим сетевым подключением не будет отправлять данные с более высокой скоростью, с которой трудно справиться устройствам с более медленным подключением. Контроль ошибок относится к функции проверки ошибок для обеспечения полноты данных. В случае неполных данных этот уровень запрашивает у системы повторную отправку неполных данных.

Примеры протоколов транспортного уровня включают протокол управления передачей (TCP) и протокол пользовательских дейтаграмм (UDP).

Основные функции:

• Обеспечивает полноту каждого сообщения, которым обмениваются источник и получатель
• Поддерживает надлежащую передачу данных посредством управления потоком и контроля ошибок
• Выполняет сегментацию данных и повторную сборку данных

Таким образом, уровень 4 отвечает за передачу всего сообщения от приложения-отправителя к приложению-получателю.

3. Сетевой уровень

Сетевой уровень обеспечивает связь между несколькими сетями. Он получает сегменты данных с уровня выше, которые затем разбиваются на более мелкие пакеты на стороне отправителя. На стороне получателя этот уровень собирает данные вместе.

Сетевой уровень также выполняет функции маршрутизации, в которых передача данных осуществляется путем выбора наилучшего возможного маршрута или пути, который соединяет различные сети и обеспечивает эффективную передачу данных. Этот сетевой уровень использует интернет-протокол (IP) для доставки данных.

Основные функции:

• Обрабатывает маршрутизацию для распознавания подходящих маршрутов от отправителя к получателю
• Выполняет логическую адресацию, присваивая уникальные имена каждому устройству, работающему в сети

Таким образом, уровень 3 отвечает за разделение сегментированных данных на сетевые пакеты, их повторную сборку на стороне получателя и определение кратчайшего, но наиболее подходящего и безопасного пути для передачи пакетов данных.

2. Канальный уровень

Канальный уровень передает данные между двумя узлами, которые напрямую связаны или работают в одной и той же сетевой архитектуре. Как правило, этот уровень принимает пакеты данных от уровня 3 и разбивает их на кадры перед отправкой в ​​пункт назначения.

Уровень 2 разделен на два подуровня: управление доступом к среде (MAC) и управление логическим каналом (LLC). Уровень MAC инкапсулирует кадры данных, передаваемые через сетевые соединительные среды, такие как провода или кабели. В ситуациях, когда такая передача данных не удалась, LLC помогает управлять повторной передачей пакетов.

Хорошо известный протокол уровня канала передачи данных включает в себя протокол разрешения адресов (ARP), который преобразует IP-адреса в MAC-адреса для установления связи между системами, чьи адреса различаются по битовой длине (32 бита против 48 бит).

Основные функции:

• Обнаружение поврежденных или потерянных кадров и повторная их передача
• Выполняет кадрирование, при котором данные, полученные от уровня 3, далее подразделяются на более мелкие блоки, называемые кадрами
• Обновляет заголовки созданных кадров, добавляя MAC-адреса отправляющего и принимающего устройств

Таким образом, уровень 2 отвечает за установку и разрыв физических соединений между участвующими сетевыми узлами.

1. Физический уровень

Последний уровень OSI — это физический уровень, который управляет физическим оборудованием и сетевыми компонентами, такими как кабели, коммутаторы или маршрутизаторы, которые передают данные.

В контексте данных уровень 1 передает данные в виде единиц и нулей. Технически этот уровень принимает биты со стороны отправителя, кодирует их в сигнал, отправляет сигнал по сети и декодирует сигнал на стороне получателя. Таким образом, без уровня 1 передача битов данных между сетевыми устройствами через физические носители невозможна.

Основные функции:

• Синхронизация битов данных
• Включает модуляцию (преобразование сигнала из одной формы в другую для передачи данных)
• Определяет скорость передачи данных (бит/сек)
• Описывает расположение сетевых устройств в различных сетевых топологиях, таких как шина, дерево, звезда или ячеистая топология
• Определяет режимы передачи, такие как простой или полудуплексный режим

Таким образом, уровень 1 отвечает за передачу битов данных 0 и 1 между сетевыми системами через электрические, механические или процедурные интерфейсы.

Узнать больше: Что такое машинное обучение? Определение, типы, приложения и тенденции на 2022 год

Важность модели OSI

ИТ-специалисты десятилетиями полагались на модель OSI для понимания и решения сетевых проблем, возникающих в процессе организации сети. Давайте углубимся в то, почему модель OSI важна даже сегодня.

1. Устраняет уязвимости сети и проблемы безопасности

Структура модели OSI упрощает разбиение системы связи на семь отдельных уровней. Эти уровни позволяют изолировать сетевые проблемы в их источнике. Таким образом, можно устранить сетевые уязвимости и проблемы безопасности, такие как сбои связи, проблемы с кабелями или неисправные маршрутизаторы, на основе уровней OSI, на которые они влияют, не нарушая всей структуры OSI. Модель OSI позволяет сосредоточиться на защите, оптимизации и устранении неполадок каждого уровня независимо от другого.

2. Подходит для облачных сред

Большинство предприятий и технологических компаний уже приняли политику облачных технологий для модернизации ИТ. Информационная безопасность следует этому примеру, поскольку теперь она переходит на облачный подход. Однако, несмотря на этот шаг, структура OSI остается актуальной даже сегодня, поскольку помогает обнаруживать угрозы безопасности во всем технологическом стеке организации.

3. Помогает создать инвентарь физических активов, ресурсов безопасности и приложений

Уровни OSI позволяют вам классифицировать физические активы вашей фирмы и создавать перечень приложений, которые часто используют ваши сотрудники. Модель дает вам лучшее понимание того, где находятся данные компании, независимо от того, является ли это локальной или облачной средой. Такие данные позволяют дополнительно уточнить политику информационной безопасности. Таким образом, вы можете инвестировать в подходящие решения безопасности для своей компании, если у вас есть видимость данных и знания об уровнях OSI, отвечающих за обработку конфиденциальных данных.

Допустим, вы сохранили важные данные вашей организации в службах SaaS. В этом случае простой мониторинг и защита данных с помощью диспетчера конечных точек могут быть рискованными. Решения для обнаружения данных на основе API могут оказаться полезными. Ваша компания может инвестировать свои ресурсы и деньги в большее количество решений на основе API, предназначенных для беспрепятственного мониторинга нескольких таких облачных сервисов.

Модель OSI позволяет проводить инвентаризацию ресурсов и активов безопасности. Таким образом, компании, впервые переходящие в облако, могут использовать инфраструктуру OSI, поскольку она может помочь им определить конкретные проблемы безопасности, которые могут возникнуть при внедрении облака.

4. Позволяет обновлять стандартные модели OSI.

Что касается защиты облачной инфраструктуры, то несколько технологических компаний настроили и обновили свои модели OSI, чтобы сделать слои более функционально функциональными для различных облачных сервисов, таких как IaaS. Принимая во внимание описанный выше случай и гибкий характер системы OSI, стоит решить, собираетесь ли вы разрабатывать и модифицировать модель OSI для повышения безопасности вашей сетевой среды.

5. Выгодно производителям оборудования

Модель OSI также имеет решающее значение для производителей аппаратного обеспечения, поскольку она позволяет им создавать свои собственные устройства с уникальными конфигурациями, которые могут обмениваться данными по любой сети, независимо от технических характеристик их аппаратного обеспечения.

Таким образом, принимая во внимание все эти факторы, можно с уверенностью сказать, что модель OSI весьма актуальна даже сегодня и может оставаться таковой в ближайшие десятилетия.

Подробнее : Что такое дерево решений? Алгоритмы, шаблон, примеры и рекомендации

Выводы

Модель OSI играет решающую роль в стандартизации сетевой системы и помогает в устранении некоторых сетевых проблем. Это полезная структура для производителей оборудования, которая позволяет им создавать продукты, которые могут обмениваться данными и взаимодействовать с любым программным обеспечением, независимо от его физического устройства.

Модель OSI улучшает взаимодействие между устройствами, используемыми конечными пользователями, тем самым обеспечивая бесперебойную связь между различными компьютерными сетями. Усовершенствованные стандарты, такие как TCP/IP, однажды могут заменить OSI; однако сетевые администраторы могут продолжать использовать модель OSI для защиты своих вычислительных систем.