Сетевой уровень osi: Сетевой Уровень Модели OSI — Разбор Для Чайников

Сетевой Уровень Модели OSI — Разбор Для Чайников

Содержание

• 1 История создания
• 2 Назначение сетевого уровня
• 3 Различия сетей
• 4 Согласование различий в сетях
  • 4.1 Тип сервиса
  • 4.2 Адресация
  • 4.3 Широковещание
  • 4.4 Фрагментация
• 5 Ethernet везде
• 6 Масштабируемость Ethernet
  • 6.1 Масштабируемость на сетевом уровне
• 7 Задачи сетевого уровня
• 8 Оборудование для сетевого уровня
• 9 Маршрутизация
• 10 Сетевой уровень в TCP/IP 
• 11 Заключение

Сетевой уровень в модели OSI (Network Layer) нужен, чтобы построить крупную, составную сеть, на основе отдельных сетей, каждая из которых построена на различных технологиях. 

Например: 

• Ethernet; 
• Wi-fi;
• 5G/4G/3G — сети сотовой связи разных поколений;
• MPLS — мультисервисные сети.

История создания

Идею отдельного сетевого уровня для объединения сетей, построенных на основе разных технологий канального уровня, впервые предложили Винтон Серф и Роберт Кан в 1974 году. За эту идею они получили премию Тьюринга, это эквивалентно нобелевской премии, но только в информационных технологиях и компьютерных науках. 

Сетевой уровень и протокол IP широко используется в Интернет являются его основой. Винстон и Роберт за свою идею сетевого уровня получили звание “Отцы” интернета. 

Назначение сетевого уровня

На канальном уровне можно передавать информацию между компьютерами разными способами: 

• передавать по проводам используя технологию Ethernet; 
• и без проводов с помощью WI FI. 

Почему нельзя использовать, то что есть? Если мы хотим построить сеть, которая охватывает весь мир с помощью технологий канального уровня, у нас возникают проблемы: 

• Технологий канального уровня много и они отличаются друг от друга, как объединять эти технологии — непонятно. 
• Ограничение по масштабируемости. Технологии канлаьного уровня хорошо подходят для создания локальных сетей, но плохо для глобальных. 

Различия сетей

Рассмотрим отличия технологий канального уровня на основе которых создаются сети.  

• Сервис. Во-первых могут отличаться уровнем сервиса. В интернет применяется уровень сервиса без гарантии доставки (Ethernet). Никак не проверяется дойдет ли информация или нет. В вай фай используется гарантия доставки. Отправитель передает кадр, после этого ждет подтверждение, затем, прием этого кадра и только потом передает следующий. Если подтверждение приема не пришло, то кадр передается еще раз. Возможен другой уровень сервиса с гарантией того, что доставка произойдет и сохранится порядок следования сообщений. 
• Адресация.В изернет и wi-fi используются MAК-адреса. В сетях сотовой связи используются IMEI-адреса. В других канальных технологиях могут использоваться адреса других типов. Схемы адресации могут отличаться, в Ethernet используется плоская схема, но могут быть сложные схемы адресации — например иерархическая. 
• Широковещание. Может поддерживаться и не поддерживаться в технологии канального уровня. 
• Максимальный размер кадра (MTU). Может быть передан через сеть построенную по этой технологии. В Изернет размер кадра 1,5к байт, а в вайфай 2304 байта. 
• Формат кадра. Разные технологии канального уровня могут использовать различный формат кадра. 

Согласование различий в сетях

Что можно сделать на сетевом уровне, чтобы согласовать различия в сетях. 

Тип сервиса

Чтобы согласовать тип сервиса — устройство, которое объединяет сети, может обеспечивать разные типы сервисов в разных сетях. Например, некое устройство принимает данные из вайфай и отправляет подтверждение о получении кадра, а затем передает кадр в изернет, гд еуже подтверждение не используется. В таком случае устройство объединяющее сети, само отправляет подтверждение сети вайфай, и не ждет подтверждения от получателя, который работает в сети ethernet и не отправляет подтверждений о получении. 

Адресация

Чтобы согласовать адреса на сетевом уровне вводятся глобальные типы адресов. Это адреса устройств в составной сети, которые не зависят от адресов в конкретных технологиях канального уровня. Когда используется такой тип адресации, каждое устройство в сети содержит два адреса: глобальный и локальный, поэтому нам нужны механизмы определения локального адреса по глобальному.  

Широковещание

Чтобы реализовать широковещание в сети, которая его не поддерживает, устройство которое объединяет сети, может отправлять широковещательный кадр всем устройствам сети в отдельности. 

Фрагментация

Что делать с максимальным размером пакета в сетях? Когда мы передаем данные от отправителя к получателю составной сети, мы не можем заранее знать, какие сети нам встретятся по пути и какой там размер кадра. Поэтому не можем заранее выбрать правильный размер. Чтобы согласовать размер в технологиях канального уровня, на сетевом уровне используется фрагментация. 

Подробный пример фрагментации рассмотрен в видео. (timecode 6.43)

Ethernet везде

Отличия в технологиях канального уровня, некоторое время тому назад были достаточно существенны. Но сейчас, почти везде используется технология канального уровня Изернет. Wi-Fi это адаптация технологии Ethernet, но для беспроводной среды. 

Технологии изернет и вайфай достаточно похожи. Они используют одинаковый формат адресов, МАС-адреса. Уровень кадра изернет и вайфай на подуровне управления логической связью (LLC) одинаков. Можно согласовать вайфай и изернет без сетевого уровня. И на практике это используется. Многие wifi маршрутизаторы могут работать в режиме моста. Это режим, в котором работа Ethernet и wifi согласуются на канальные уровни. И почти все мы используем вай фай, чтобы получить доступ к интернету. А доступ к интернет обеспечивается через распределительную систему вайфай, которая почти всегда является проводной. Поэтому возникает вопрос, а зачем нам разные технологии? Почему нельзя использовать везде Ethernet?  

Масштабируемость Ethernet

Оказывается, Ethernet и другие технологии канального уровня не подходят для создания крупной сети, которая может охватить весь мир из-за того, что у них есть существенные ограничения по масштабируемости.  

Давайте рассмотрим существующие ограничения. Коммутаторы изернет для передачи кадра пользуются таблицами коммутации. И эта таблица должна содержать все MAК-адреса компьютеров в сети. Если для локальной сети это можно сделать, то для глобальной сети, в которой несколько миллиардов устройств, никакому коммутатору не хватит памяти, чтобы хранить подобную таблицу. И искать нужный порт в такой огромной таблице будут очень долго. 

Следующая проблема в том, что если коммутатор не понимает куда отправлять кадр, он передает его на все порты, надеясь, что где-то там находиться получатель. Такой подход тоже работает в локальных сетях, но в глобальных сетях не работает. Если в интернет мы не знаем куда отправить пакет и будем пересылать всем компьютерам в интернете, то через некоторое время, мы засорим сеть такими мусорными пакетами и это приведет к отказу в обслуживании. 

Другая проблема это отсутствие дублирующих путей между коммутаторами. В Ethernet у нас всегда должно быть одно соединение, чтобы не образовалось кольца, иначе сеть будет перегружена широковещательным штормом. В Ethernet есть технология STP, которая позволяет создавать несколько связей между коммутаторами, но в каждый момент времени активно всего одно соединение.

Рассмотрим пример, в нашей сети есть несколько коммутаторов. Они соединены между собой и есть такое соединение, которое приводит к образованию кольца. 

В сети запускается протокол STP, коммутаторы выбирают корневой. Рассчитывают расстояние до корневого и отключают одно из соединений. 

Если коммутаторы используются для построения локальной сети, где расстояние между коммутаторами небольшое, то такой подход работает отлично. Но, предположим, что мы строим глобальную сеть и если мы хотим отправить данные из Екб в Челябинск, который является соседним городом и расположен близко, то на уровне Ethernet мы это сделать не сможем, потому что прямое соединение отключено протоколом STP.

Необходимо передавать данные через другие города, расстояние гораздо больше, поэтому скорость передачи будет существенно ниже. От этого хотелось бы избавиться. 

Масштабируемость на сетевом уровне

Что делает сетевой уровень, чтобы обеспечить масштабирование и построить такую сеть, которая способна объединить все компьютеры во всем мире, например сеть интернет. 

• Первое это агрегация адресов. Сетевой уровень работает не с отдельными адресами, а с группами адресов, которые объединяются и такие блоки адресов называются сетью.
• Пакеты, для которых путь доставки неизвестен на сетевом уровне отбрасываются. Это обеспечивает защиту составной сети от циркуляции мусорных пакетов. 
• И возможность наличия нескольких активных путей в сети. Это является одной из причин создания сетей с пакетной коммутацией. В нашей сети всегда есть некое количество активных путей между отправителем и получателем. И данные могут пройти по любому из этих путей. В том числе, если один путь выйдет из строя, то другой путь останется доступным. Но если у нас есть несколько путей, то на сетевом уровне появляется задача маршрутизации. То есть, на каждом этапе мы должны определять, по какому пути мы отправим ту или иную порцию данных. 

Задачи сетевого уровня

• Задачей является объединение сетей (internetworking), создание составной сети на основе сетей построенных на разных технологиях канального уровня, которые могут существенно отличаться друг от друга. 
• Вторая задача это маршрутизация. Поиск пути в такой составной сети, где у нас может быть одновременно несколько активных соединений. 
• Третья задача, обеспечение качества обслуживания. 

Оборудование для сетевого уровня

Оборудования, которые работают на сетевом уровне, называются маршрутизаторы.

Маршрутизатор — это устройство для объединения сетей. У маршрутизатора есть некое количество интерфейсов, через них к маршрутизатору подключается сеть. 

У каждого интерфейса маршрутизатора есть адрес IP31 IP34. Для сравнения, у интерфейса коммутатора своих адресов нет. Если мы хотим объединить несколько сетей, нам обязательно нужен маршрутизатор. Нельзя просто взять и подключить одну сеть к другой, и передавать данные напрямую, нужно использовать маршрутизаторы. 

Маршрутизация

Маршрутизация (routing) это поиск пути доставки пакета между сетями через транзитные узлы — маршрутизаторы. Какие возникают сложности? Со временем может изменяться структура сети. Могут появляться новые маршрутизаторы, существующие маршрутизаторы могут выходить из строя и отключаться от сети, поэтому мы должны учитывать изменения в топологии сети. Хорошо еще учитывать изменения в загрузке каналов связи (КС), чтобы не передавать информацию через один КС, а другие маршруты оставлять не загруженными. Это позволит более эффективно использовать пропускную способность сети. 

В англоязычной литературе выделяется термин продвижение (forwarding) это поиск маршрута для каждого пакета, который пришел на маршрутизатор, при этом маршрутизатор уже знает топологию сети и знает загрузку каналов. 

Как данные могут доставляться по сети? Рассмотрим пример, в котором 5 маршрутизаторов и 2 компьютера. Отправитель передает данные получателю и каждый раз задача маршрутизации для каждой новой порции данных решается заново. Поэтому части данных могут проходить по разным путям. 

Нет фиксированного маршрута от отправителя к получателю. Маршрут определяется для каждой порции данных отдельно. Это хорошо в том случае, если выйдет из строя один из маршрутизаторов, мы сможем найти путь в обход этого маршрутизатора. 

Если бы мы задавали заранее маршрут, и один из маршрутизаторов вышел бы из строя, то нам пришлось бы вручную переконфигурировать маршрут, либо данные перестали бы доставляться. Если для каждой порции данных поиск маршрута выполняется независимо, то мы можем защититься от сбоев в сети. 

Сетевой уровень в TCP/IP 

На стеке протоколов в tcp/ip достаточно много протоколов, основной протокол это IP (интернет протокол) он используется для отправки данных. Также есть 3 протокола ICMP — используется для управления сетью. ARP — используется, чтобы с помощью глобального адреса сетевого уровня, определить локальный адрес в технологии канального уровня. DHCP протокол динамической конфигурации хостов, используется, чтобы автоматически назначать IP адреса компьютерам в составной сети. 

Заключение

Мы рассмотрели сетевой уровень — он нужен, чтобы строить составные сети, которые объединяют различные подсети, сформированные на основе различных технологий канального уровня. Спасибо, что дочитали статью до конца, если она была Вам полезна, поделитесь ею с одногруппниками. А также, читайте похожие статьи про модель OSI и её остальные уровни. 

Уровни модели OSI — General Software

OSI расшифровывается как Open Systems Interconnection. Она была разработана ISO — «Международной организацией по стандартизации» в 1984 году. Это 7-уровневая архитектура, каждый уровень которой обладает определенной функциональностью. Все эти 7 уровней работают совместно для передачи данных от одного человека к другому по всему миру.

Содержание

1. 1. Физический уровень (уровень 1) :
2. 2. Канальный уровень (DLL) (уровень 2) :
3. 3. Сетевой уровень (уровень 3) :
4. 4. Транспортный уровень (уровень 4) :
5. 5. Сеансовый уровень (Layer 5) :
6. 6. Презентационный уровень (уровень 6):
7. 7. Прикладной уровень (уровень 7)

1. Физический уровень (уровень 1) :

Самым нижним уровнем эталонной модели OSI является физический уровень. Он отвечает за фактическое физическое соединение между устройствами. Физический уровень содержит информацию в виде битов. Он отвечает за передачу отдельных битов от одного узла к другому. При получении данных этот уровень получает полученный сигнал, преобразует его в 0 и 1 и отправляет их на уровень Data Link, который собирает кадр воедино.

Функции физического уровня следующие:

• Синхронизация битов: Физический уровень обеспечивает синхронизацию битов путем предоставления тактового генератора. Эти часы управляют отправителем и получателем, обеспечивая синхронизацию на уровне битов.
• Управление скоростью передачи: Физический уровень также определяет скорость передачи, т. е. количество битов, передаваемых в секунду.
• Физические топологии: Физический уровень определяет способ расположения различных устройств/узлов в сети: шина, звезда или ячеистая топология.
• Режим передачи: Физический уровень также определяет способ передачи данных между двумя подключенными устройствами. Возможны следующие режимы передачи: симплексный, полудуплексный и полнодуплексный.

2. Канальный уровень (DLL) (уровень 2) :

Канальный уровень отвечает за доставку сообщения от узла к узлу. Основная функция этого уровня заключается в обеспечении безошибочной передачи данных от одного узла к другому на физическом уровне. Когда пакет поступает в сеть, DLL отвечает за передачу его хосту, используя его MAC-адрес.
Data Link Layer делится на два подслоя:

• Управление логическим каналом (LLC)
• Управление доступом к среде передачи данных (MAC).

Пакет, полученный от сетевого уровня, далее делится на кадры в зависимости от размера кадра NIC (Network Interface Card). DLL также инкапсулирует MAC-адрес отправителя и получателя в заголовок.

MAC-адрес получателя получается путем размещения ARP (Address Resolution Protocol) запроса на провод с вопросом «У кого есть этот IP-адрес?», и в ответ хост-получатель сообщает свой MAC-адрес.

Функции уровня канала передачи данных следующие:

• Кадрирование: Кадрирование — это функция канального уровня. Она обеспечивает отправителю возможность передать набор битов, которые имеют значение для получателя. Это может быть достигнуто путем присоединения специальных битовых шаблонов к началу и концу кадра.
• Физическая адресация: После создания кадров канальный уровень добавляет физические адреса (MAC-адреса) отправителя и/или получателя в заголовок каждого кадра.
• Контроль ошибок: Канальный уровень обеспечивает механизм контроля ошибок, при котором он обнаруживает и повторно передает поврежденные или потерянные кадры.
• Управление потоком: Скорость передачи данных должна быть постоянной с обеих сторон, иначе данные могут быть повреждены, поэтому управление потоком координирует количество данных, которое может быть отправлено до получения подтверждения.
• Управление доступом: Когда один канал связи используется несколькими устройствами, подуровень MAC канального уровня помогает определить, какое устройство имеет контроль над каналом в данный момент времени.

3. Сетевой уровень (уровень 3) :

Сетевой уровень работает для передачи данных от одного узла к другому, расположенному в разных сетях. Он также заботится о маршрутизации пакетов, т.е. о выборе кратчайшего пути для передачи пакета из множества доступных маршрутов. IP-адреса отправителя и получателя помещаются в заголовок сетевым уровнем.

Функции сетевого уровня следующие:

• Маршрутизация: Протоколы сетевого уровня определяют, какой маршрут подходит от источника к месту назначения. Эта функция сетевого уровня известна как маршрутизация.
• Логическая адресация: Для того чтобы уникально идентифицировать каждое устройство в сети Интернет, сетевой уровень определяет схему адресации. IP-адреса отправителя и получателя помещаются сетевым уровнем в заголовок. Такой адрес отличает каждое устройство уникально и универсально.

4. Транспортный уровень (уровень 4) :

Транспортный уровень предоставляет услуги прикладному уровню и принимает услуги от сетевого уровня. Данные на транспортном уровне называются сегментами. Он отвечает за доставку полного сообщения из конца в конец. Транспортный уровень также обеспечивает подтверждение успешной передачи данных и повторную передачу данных в случае обнаружения ошибки.

На стороне отправителя: Транспортный уровень получает отформатированные данные с верхних уровней, выполняет сегментацию, а также реализует контроль потока и ошибок для обеспечения правильной передачи данных. Он также добавляет номера портов источника и назначения в свой заголовок и направляет сегментированные данные на сетевой уровень.

Отправитель должен знать номер порта, связанный с приложением получателя.

Как правило, этот номер порта назначения настроен либо по умолчанию, либо вручную. Например, когда веб-приложение делает запрос к веб-серверу, оно обычно использует порт номер 80, поскольку это порт по умолчанию, назначенный веб-приложениям. Многие приложения имеют порты, назначенные по умолчанию.

На стороне получателя: Транспортный уровень считывает номер порта из заголовка и пересылает полученные данные соответствующему приложению. Он также выполняет последовательность и сборку сегментированных данных.

Функции транспортного уровня следующие:

• Сегментация и повторная сборка: Этот уровень принимает сообщение от (сеансового) уровня и разбивает его на более мелкие единицы. Каждый из созданных сегментов имеет заголовок, связанный с ним. Транспортный уровень на станции назначения собирает сообщение.
• Адресация точки обслуживания: Для того чтобы доставить сообщение нужному процессу, заголовок транспортного уровня включает тип адреса, называемый адресом точки обслуживания или адресом порта. Таким образом, указывая этот адрес, транспортный уровень гарантирует, что сообщение будет доставлено нужному процессу.

Услуги, предоставляемые транспортным уровнем:

A. Служба, ориентированная на соединение: Это трехфазный процесс, который включает в себя

1. Установление соединения
2. Передача данных
3. Завершение / разъединение

При таком типе передачи данных принимающее устройство отправляет подтверждение обратно источнику после получения пакета или группы пакетов. Этот тип передачи надежен и безопасен.

B. Услуга без подключения: Это однофазный процесс, включающий передачу данных. При этом типе передачи приемник не подтверждает получение пакета. Такой подход позволяет значительно ускорить обмен данными между устройствами. Служба, ориентированная на соединение, более надежна, чем служба без соединения.

Данные на транспортном уровне называются сегментами.

Транспортный уровень управляется операционной системой. Он является частью ОС и взаимодействует с прикладным уровнем путем выполнения системных вызовов.
Транспортный уровень называется сердцем модели OSI.

5. Сеансовый уровень (Layer 5) :

Этот уровень отвечает за установление соединения, поддержание сеансов, аутентификацию, а также обеспечивает безопасность.
Функции сеансового уровня следующие:

• Установление, поддержание и завершение сеанса: Уровень позволяет двум процессам устанавливать, использовать и завершать соединение.
• Синхронизация: Этот уровень позволяет процессу добавлять в данные контрольные точки, которые считаются точками синхронизации. Эти точки синхронизации помогают определить ошибку, чтобы данные были пересинхронизированы должным образом, а концы сообщений не обрывались преждевременно, что позволяет избежать потери данных.
• Диалоговый контроллер: Сеансовый уровень позволяет двум системам начать общение друг с другом в полудуплексном или полнодуплексном режиме.

Все перечисленные ниже 3 уровня (включая сеансовый уровень) объединены в один уровень в модели TCP/IP как «прикладной уровень».
Реализация этих 3 уровней осуществляется самим сетевым приложением. Они также известны как верхние уровни или программные уровни.

Сценарий:

Рассмотрим сценарий, в котором пользователь хочет отправить сообщение через приложение Messenger, запущенное в его браузере. Мессенджер» здесь выступает в качестве прикладного уровня, который предоставляет пользователю интерфейс для создания данных. Это сообщение или так называемые данные сжимаются, шифруются (если речь идет о защищенных данных) и преобразуются в биты (0 и 1), чтобы их можно было передать.

6. Презентационный уровень (уровень 6):

Презентационный уровень также называется уровнем перевода. Данные с прикладного уровня извлекаются здесь и манипулируются в соответствии с требуемым форматом для передачи по сети.

Функции презентационного уровня следующие:

• Перевод: Например, ASCII в EBCDIC.
• Шифрование/дешифрование: Шифрование данных переводит данные в другую форму или код. Зашифрованные данные называются шифротекстом, а расшифрованные данные — открытым текстом. Для шифрования и расшифровки данных используется значение ключа.
• Сжатие: Уменьшает количество битов, которые необходимо передавать по сети.

7. Прикладной уровень (уровень 7)

На самом верху стека уровней эталонной модели OSI находится прикладной уровень, который реализуется сетевыми приложениями. Эти приложения производят данные, которые должны быть переданы по сети. Этот уровень также служит окном для доступа прикладных служб к сети и для отображения полученной информации пользователю.

Пример: Приложения — браузеры, Skype Messenger и т.д.

Функциями уровня приложений являются :

• Сетевой виртуальный терминал
• FTAM — доступ и управление передачей файлов
• Почтовые службы
• Службы каталогов

Модель OSI действует как эталонная модель и не реализована в Интернете из-за ее позднего изобретения. В настоящее время используется модель TCP/IP.

Транспортный уровень | Уровень 4

TL:DR;

TCP; УДП; Transporation

Задачи транспортного уровня (также сквозной контроль, управление транспортом) включают сегментацию потока данных и устранение перегрузки.

Сегмент данных — это блок данных службы, который используется для инкапсуляции на четвертом уровне (транспортном уровне). Он состоит из элементов протокола, которые содержат управление информацией уровня 4. При адресации сегменту данных назначается адрес уровня 4, т. е. порт. Сегмент данных инкапсулируется на уровне 3 в пакете данных.

Транспортный уровень обеспечивает ориентированным на приложения уровням с 5 по 7 стандартизированный доступ, так что им не нужно учитывать характеристики коммуникационной сети.

На уровне 4 определены пять различных классов обслуживания разного уровня, которые могут использоваться на верхних уровнях, от самого простого до самого удобного обслуживания с механизмами мультиплексирования, защитой от ошибок и процедурами устранения неполадок.

Уровень 4 OSI — транспортный уровень

В компьютерных сетях транспортный уровень представляет собой концептуальное разделение методов в многоуровневой архитектуре протоколов в сетевом стеке в наборе протоколов Интернета и взаимодействии открытых систем (OSI). Протоколы уровня предоставляют услуги связи между хостами для приложений.[1] Он предоставляет такие услуги, как поддержка потока данных с установлением соединения, надежность, управление потоком и мультиплексирование.

Детали реализации и семантики транспортного уровня модели TCP/IP (RFC 1122), которая является основой Интернета, и модели взаимодействия открытых систем (OSI) общей сети отличаются. В модели OSI транспортный уровень чаще всего упоминается как уровень 4 или L4, в то время как пронумерованные уровни не используются в TCP/IP.

Наиболее известным транспортным протоколом TCP/IP является протокол управления передачей (TCP), имя которого дало название всему пакету. Он используется для передач, ориентированных на установление соединения, тогда как протокол пользовательских дейтаграмм без установления соединения (UDP) используется для более простых передач сообщений. TCP является более сложным протоколом из-за его конструкции с отслеживанием состояния, включающей надежную передачу и услуги потоковой передачи данных. Другими важными протоколами в этой группе являются протокол управления перегрузкой дейтаграмм (DCCP) и протокол передачи управления потоком (SCTP).

Википедия

Услуги

• Связь, ориентированная на соединение
• Доставка того же заказа
• Надежность
• Управление потоком
• Предотвращение перегрузки
• Мультиплексирование портов

Популярные протоколы транспортного уровня

Сетевые уровни OSI: сквозная доставка данных

Из наших исследований мы знаем, что Международная организация по стандартизации (ISO) создала сетевую модель взаимодействия открытых систем (OSI) для стандартизации сетевых протоколов передачи данных, чтобы обеспечить связь между всеми компьютерами и устройствами в любой сети в любой точке мира. Модель OSI в настоящее время в основном используется в качестве точки отсчета для обсуждения спецификаций протоколов, используемых при проектировании и эксплуатации сети. Верхние уровни эталонной модели OSI (приложение, представление и сеанс = уровни 7, 6 и 5) определяют функции, ориентированные на приложение. Четыре нижних уровня (транспортный, сетевой, канальный и физический = уровни 4, 3, 2 и 1) определяют функции, ориентированные на сквозную доставку данных.

Когда мы рассматриваем семь уровней эталонной модели OSI, два из них относятся к канальному уровню и сетевому уровню. Физический уровень вообще не связан с адресацией, а только с отправкой на битовом уровне. Все уровни выше сетевого уровня работают с адресами сетевого уровня.

Когда мы обсуждаем сквозную доставку данных, мы обязательно должны говорить о том, как адресуются дейтаграммы. Мы обнаруживаем, что адресация выполняется на двух разных уровнях модели OSI и используются два разных уровня, которые представляют собой очень разные типы адресов, которые используются для разных целей. Адреса уровня 2, такие как MAC-адреса IEEE 802, используются для локальной передачи между аппаратными устройствами, которые могут обмениваться данными напрямую. Они используются для реализации базовых технологий LAN, WLAN и WAN. Напротив, адреса уровня 3, которые чаще всего являются 32-битными адресами интернет-протокола, используются в межсетевом взаимодействии для создания виртуальной сети на сетевом уровне.

Наиболее важным различием между этими типами адресов является различие между уровнями 2 и 3. MAC-адреса уровня 2 обеспечивают связь между напрямую подключенными устройствами, находящимися в одной физической сети. IP-адреса уровня 3 обеспечивают связь между устройствами, подключенными как напрямую, так и косвенно.

Например, вы хотите подключиться к веб-серверу по адресу https://www.cisco.com. Это веб-сайт Cisco, который находится на сервере с картой Ethernet, используемой для подключения к сайту интернет-провайдера. Однако, даже если вы знаете его MAC-адрес уровня 2, вы не можете использовать его для прямой связи с этим сервером с помощью карты Ethernet на вашем домашнем ПК. Это потому, что эти два устройства находятся в разных сетях. На самом деле, они могут быть даже на разных континентах!

Вместо этого эти устройства обмениваются данными на уровне 3, используя Интернет-протокол и протоколы более высокого уровня, такие как TCP и HTTP. Ваш запрос направляется с вашего домашнего компьютера через последовательность маршрутизаторов на сервер Cisco. Затем ответ направляется обратно к вам. Коммуникация, логически, на уровнях 3 и выше. Вы отправляете запрос не на MAC-адрес сетевой карты сервера, а на IP-адрес сервера.

Несмотря на то, что мы можем виртуально подключать устройства на уровне 3 через маршрутизаторы, эти подключения на самом деле являются только концептуальными. Когда вы отправляете дейтаграмму, созданную с использованием 7-уровневой модели OSI, она отправляется по одному переходу за раз, от одного маршрутизатора к другому, от одной физической сети к другой. На каждом из этих переходов фактическая передача происходит на физическом уровне и уровне канала передачи данных.