Уровни сетей: Модель OSI | 7 уровней сетевой модели OSI

Модель OSI | 7 уровней сетевой модели OSI


Модель OSI (или Open System Interconnection) характеризует взаимодействие сетевого оборудования. Иными словами, посредством неё общаются такие устройства, как ПК с сетевыми картами, коммутаторы, роутеры. В статье подробно разберём по порядку все уровни OSI.



Всего в модели сетевого взаимодействия выделяют 7 уровней:

Физический (Physical)


На самой нижней ступени модели OSI находится физический уровень. Он занимается непосредственно передачей информации. Здесь сигналы (радиосигналы, электрические, оптические) уходят от отправителя к получателю. На текущем уровне речь идёт о кабелях, радиоэфире, кодировании нулей и единиц и др. Сигнал первого уровня – это группа напряжений различной амплитуды, волн либо радиочастот.


Один из основных стандартов среди технологий физического уровня – Ethernet.

Канальный уровень (Data Link)


После получения сигнала с предыдущего физического уровня, на следующем (канальном) уровне происходит проверка и исправление погрешностей передачи.  Здесь появляются термины «фрейм» и «MAC-адрес». MAC адреса занимают 48 бит в шестнадцатиричном формате и могут записываться, например, таким образом: 00:26:57:00:1f:02.


Второй уровень более сложный, чем предыдущий, физический. В нём условно выделяют следующие подуровни управления:

  • LLC (логическим каналом)

  • MAC (доступом к среде)


Устройствами второго, канального, уровня считаются мосты и коммутаторы.

Сетевой уровень (Network)


Над канальным уровнем находится следующий – сетевой. На этой ступени вводятся понятия «маршрутизация» и «IP-адрес». Для трансформации MAC-адресов в IP применяется протокол ARP.


Здесь осуществляется маршрутизация трафика. Когда пользователь, к примеру, желает перейти на сайт и вводит его адрес, отправляется DNS-запрос. Ответом на него будет IP-адрес, который подставляется в пакет. Пакет данных – это новый термин, который появляется на 3-м сетевом уровне.


Устройствами здесь являются роутер или маршрутизатор.

Транспортный уровень (Transport)


Здесь происходит доставка информации по каналам внешней сети. Блоки данных в данном случае делятся на отдельные фрагменты, размеры которых будут зависеть от используемого протокола. Для транспортного уровня это TCP и UDP. Какой из них лучше использовать, зависит от типа передаваемых данных.


TCP (Transmission Control Protocol) – протокол, хорошо подходящий для передачи трафика, для которого любые потери пакетов чувствительны. Процесс передачи контролируется, благодаря чему потерянные пакеты будут обнаружены и запрошены повторно. UDP (User Datagram Protocol) применяется, когда потеря нескольких пакетов не принципиальна. Например, при передаче видео, изображений.

Сеансовый уровень (Session)


Сеансовый уровень в ответе за организацию сеансов связи между приложениями на компьютерах.  Он отвечает за создание и окончание сеанса, обмен данными, за синхронизацию и другие процессы.


К протоколам сеансового уровня, например, относятся X.225, ISO 8327, SMPP (через него отправляются СМС сообщения), PAP.

Уровень представления (Presentation)


На шестой ступени осуществляется преобразование форматов данных, например, сжатие и кодирование.

Уровень приложений (Application)


Верхний уровень модели, где располагаются сетевые службы, с которыми напрямую взаимодействуют пользователи. Данный уровень описывает взаимосвязь приложений на ПК и внешней сети. Сюда относятся протоколы для просмотра страниц в интернете (HTTPS, HTTP), для работы с почтовыми службами (SMTP, POP3), для передачи файлов (FTP, TFTP) и другие.


Когда осуществляется передача с верхнего на нижний, это именуется инкапсуляцией данных, а в обратном порядке – декапсуляцией.



vipnet

Уровни—ArcGIS Pro | Документация

Уровни используются для разделения и управления итоговым архитектурным объектом сети:
подсети: Отдельный уровень определяет коллекцию отдельных подсетей, все из которых имеют одинаковые свойства и подчиняются одинаковым ограничениям. Свойства задаются при добавлении специализированной сети и во время создания уровней инженерной сети. Эти свойства обозначают компоновку уровней и их расположение по отношению к остальным уровням в специализированной сети.

Уровни находятся в специализированной сети или в группе уровней, в зависимости от определения уровня для специализированной сети. Структурная сеть не поддерживает уровни. В иерархических специализированных сетях уровни находятся внутри группы уровней. В разделенных специализированных сетях уровни находятся внутри специализированной сети, поскольку группы уровней не моделируются. Инженерная сеть может содержать до 63 уровней в пределах одной или нескольких специализированных сетей.

Прежние версии:

Инженерные сети, созданные в ArcGIS Pro 2.1 могут содержать до 15 уровней.

Уровни определяются во время этапа настройки инженерной сети администратором. Свойства уровня позволяют вам определить топологическую организацию подсетей с этим уровнем и задать позицию уровня относительно остальных элементов сети. Некоторые из этих настроек ограничены определением уровня, заданным для специализированной сети, в которую вы добавляете этот уровень.

Более подробно о компонентах архитектуры и инструментах для моделирования и управления информацией подсети см. Управление сетью.

Определение уровня

‘s Определение уровня – это свойство, которое задается при добавлении специализированной сети в инженерную сеть. Определение уровня описывает организацию уровней относительно остальной сети. В специализированной сети или группе уровней, два или более уровня могут формировать или коллекцию разделенных последовательных уровней, или иерархию вложенных уровней. Все уровни в специализированной сети или группе уровня имеют одно и то же определение уровня. Инженерная сеть может иметь несколько специализированных сетей с разными определениями уровней.

Вы можете организовать специализированную сеть, которая задается определением уровня следующими способами:

  • Разделенная – поддерживает системы, которые являются последовательными по своей природе, такие как электрические и телекоммуникационные инженерные сети
  • Иерархическая – позволяет моделировать сети, которые являются вложенными, например, газовые и водные

Свойство Определение уровня можно просмотреть в свойствах инженерной сети для конкретной специализированной сети.

Разделенный

Объекты специализированных сетей с частичным определением уровня могут существовать только в одном уровне. Объекты могут существовать в одной или нескольких подсетях. Отношения между уровнями разделенных специализированных сетей упорядочены и линейны. Например, уровень передачи доставляет ресурс на большое расстояние, а уровень распределения предоставляет ресурс клиенту.

Объекты барьеров и контроллеры подсетей могут быть граничными объектами между уровнями. Эти объекты могут относиться к подсетям разных уровней.

В разделенной специализированной сети все уровни независимы, а объекты являются только частью уровня A или C.

Иерархическая

В инженерных сетях с определением иерархических уровней один и тот же объект может моделироваться в подсетях разных типов. К примеру, зоны давления и изоляции можно задать в двух уровнях группы уровня. Газовый или водный объект может являться частью уровней давления и изоляции.

Группы уровней позволяют моделировать различные типы подсетей внутри специализированной сети. Эти три примера уровней можно сравнить с зонами Система, Давление и Изоляцией в газовых и водных инженерных сетях. Уровень A аналогичен зоне Система с линиями и устройствами, подключенными к общему источнику, например, станции на границе города. Уровень B аналогичен уровню Давления в газовых или водных сетях, определяемому регуляторными станциями и закрытыми барьерами. Уровень C схож с уровнем Изоляция, с зонами, которые можно перекрыть с помощью клапанов.

Тип топологии

При добавлении к инженерной сети нового уровня тип топологии задается во время его создания. Специализированные сети с определением разделенного уровня поддерживают для подсетей типы топологии уровня как сетки, так и радиального типа. Иерархические специализированные сети поддерживают только уровни с типом топологии уровня сетки, и это свойство автоматически задается при добавлении уровня.

  • Радиальный – состоит из одного или нескольких контроллеров подсети
  • Сетка – состоит из одного или нескольких контроллеров подсети

Тип топологии в настоящий момент не предлагает различий в поведении для трассировки или управления подсетью. Функциональность пока находится в разработке и будет реализована в будущих версиях.

См. раздел Подсети для получения информации о типах топологии уровня.

Ранг уровня

В специализированной сети относительное положение уровня называется рангом. Ранги управляют порядком трассировки подсетей из разных уровней. Значение ранга присваивается уровню при его создании. Значение 1 соответствует самому высокому рангу, а высокие численные значения соответствуют сетям с низким рангом.

Параллельные ранги поддерживаются для обоих определений уровня. Например, для газовой сети, уровень Системы и уровень Сбора могут оба иметь ранг 3.

Разделенный

Для специализированных сетей с разделенным определением уровней, вы назначаете ранги уровней. Когда вы создаете разделенный уровень и не назначаете ранг, ранг по умолчанию будет самым низким (самое высокое число) плюс 1. Новый уровень сразу становится имеющим наименьшее значение ранга. Например, если ранги 1, 2, 3 и 4 уже существуют, новый уровень получит значение ранга, равное 5, если пользователем не указано другое. Уровень может участвовать только в одном ранге, хотя один ранг может содержать несколько уровней. В предыдущем примере, вы могли присвоить новому уровню значение ранга, равное 3.

Иерархическая

Ранг иерархического уровня определяется автоматически и не может быть изменен. Поэтому, при настройке иерархических уровней, их нужно добавлять по порядку, начиная с уровня, имеющего наивысший ранг, например, 1, 2, 3, 4 и 5. Последний добавленный в иерархическую сеть уровень имеет наименьший ранг. Первый уровень иерархической сети получает ранг 1. Последний уровень инженерной сети с 4 уровнями имеет низший ранг, равный 4. Это ранжирование основано на группе для каждого уровня.

Отзыв по этому разделу?

Модели OSI и TCP/IP [с примерами]

В компьютерных науках концепция сетевых уровней представляет собой структуру, помогающую понять сложные сетевые взаимодействия. Сегодня широко используются две модели: OSI и TCP/IP. Концепции схожи, но сами слои различаются между двумя моделями.

Что такое сетевые уровни?

Хотя TCP/IP является более новой моделью, модель взаимодействия открытых систем (OSI) по-прежнему часто используется для описания сетевых уровней. Модель OSI была разработана Международной организацией по стандартизации. Есть 7 слоев:

  1. Физический (например, кабель, RJ45)
  2. Канал передачи данных (например, MAC, коммутаторы)
  3. Сеть (например, IP, маршрутизаторы)
  4. Транспорт (например, TCP, UDP, номера портов)
  5. Сеанс (например, Syn/Ack)
  6. Представление (например, шифрование, ASCII, PNG, MIDI)
  7. Приложение (например, SNMP, HTTP, FTP)

Люди придумали множество мнемонических устройств для запоминания сетевых уровней OSI. Одна популярная мнемоника, начиная с уровня 7, звучит так: «Кажется, всем людям нужна обработка данных». Но один, к которому я неравнодушен, который начинается со слоя 1, это «Пожалуйста, не выбрасывайте пиццу с колбасой».

Модель TCP/IP представляет собой более краткую структуру, состоящую всего из 4 уровней:

  1. Сетевой доступ (или канал)
  2. Интернет
  3. Транспорт (или хост-хост)
  4. Приложение (или процесс)

Одним из мнемонических приемов для модели TCP/IP является «Броненосцы принимают новых муравьев».

Технический документ NPMD

Загрузите наш технический документ, чтобы узнать, как платформа Plixer NPMD помогает командам NetOps отслеживать производительность сети и приложений на периметре и внутри, а также выявлять отклонения, влияющие на производительность, масштабируемость и доступность сети.

  • Загрузить сейчас

Сетевые уровни и функции

Для модели OSI давайте начнем с верхнего уровня и будем двигаться вниз.

  • Уровень 7 (приложение): на этом уровне находится большая часть того, с чем на самом деле взаимодействует пользователь. Веб-браузеры и другие приложения, подключенные к Интернету (например, Skype или Outlook), используют протоколы приложений уровня 7.
  • Уровень 6 (Презентация). Этот уровень преобразует данные в и из уровня приложения. Другими словами, он преобразует форматирование приложения в сетевое форматирование и наоборот. Это позволяет различным слоям понимать друг друга.
  • Уровень 5 (сеанс). Этот уровень устанавливает и разрывает соединения между устройствами. Он также определяет, какие пакеты принадлежат каким текстовым файлам и файлам изображений.
  • Уровень 4 (Транспорт). Этот уровень координирует передачу данных между системой и хостами, включая проверку ошибок и восстановление данных.
  • Уровень 3 (сеть). Этот уровень определяет, как данные отправляются на принимающее устройство. Он отвечает за пересылку пакетов, маршрутизацию и адресацию.
  • Уровень 2 (канал передачи данных): преобразует двоичные данные (или BIT) в сигналы и позволяет верхним уровням получать доступ к мультимедиа.
  • Уровень 1 (физический): на этом уровне находится фактическое оборудование. Он передает сигналы через среду.

Модель TCP/IP, которую иногда называют стеком протоколов, можно рассматривать как сокращенную версию модели OSI.

  • Уровень 1 (доступ к сети): также называется уровнем канала или сетевого интерфейса. Этот уровень объединяет L1 и L2 модели OSI.
  • Уровень 2 (Интернет). Этот уровень аналогичен L3 модели OSI.
  • Уровень 3 (транспортный). Также называется уровнем Host-to-Host. Этот уровень аналогичен L4 модели OSI.
  • Уровень 4 (приложение): Также называемый уровнем процесса, этот уровень объединяет модели OSI L5, L6 и L7.

Как работают сетевые уровни

При рассмотрении примера помните, что модели сетевых уровней не являются строго линейными. Один слой не заканчивает свои процессы до того, как начнется следующий. Скорее, они работают в тандеме.

Прикладной, презентационный и сеансовый уровни

Предположим, вы используете Skype на ноутбуке. Вы отправляете сообщение своему другу, который использует Skype на своем телефоне из другой сети.

Skype как сетевое приложение использует протоколы уровня 7   (приложение)  , такие как Telnet. Если вы отправите другу фотографию своего кота, Skype будет использовать протокол передачи файлов (FTP).

Уровень 6 (Презентация)  получает данные приложения от уровня 7, переводит их в двоичный формат и сжимает. Когда вы отправляете сообщение, уровень 6 шифрует эти данные, когда они покидают вашу сеть. Затем он расшифровывает данные, когда ваш друг их получает.

Такие приложения, как Skype, состоят из текстовых файлов и файлов изображений. Когда вы загружаете эти файлы, Layer 5 (Session) определяет, какие пакеты данных принадлежат каким файлам, а также куда идут эти пакеты. Уровень 5 также устанавливает, поддерживает и завершает связь между устройствами.

Транспортный и сетевой уровни

Уровень 4 (транспортный) получает данные от уровня 5 и сегментирует их. Каждый сегмент или блок данных имеет номер порта источника и получателя, а также порядковый номер. Номер порта гарантирует, что сегмент достигнет нужного приложения. Порядковый номер гарантирует, что сегменты будут поступать в правильном порядке.

Этот уровень также управляет объемом передаваемых данных. Например, ваш ноутбук может обрабатывать 100 Мбит/с, тогда как телефон вашего друга может обрабатывать только 10 Мбит/с. Уровень 4 может потребовать, чтобы сервер замедлил передачу данных, поэтому к тому времени, когда ваш друг их получит, ничего не будет потеряно. Но когда ваш друг отправляет сообщение в ответ, сервер может увеличить скорость передачи для повышения производительности.

Наконец, уровень 4 выполняет проверку ошибок. Если сегмент данных отсутствует, уровень 4 повторно передаст этот сегмент.

TCP и UDP — очень известные протоколы, и они существуют на уровне 4. TCP отдает предпочтение качеству данных, а не скорости, тогда как UDP предпочитает скорость, а не качество данных.

Уровень 3 (сеть) передает сегменты данных между сетями в виде пакетов. Когда вы отправляете сообщение своему другу, этот уровень назначает IP-адреса источника и назначения сегментам данных. Ваш IP-адрес является источником, а IP-адрес вашего друга — получателем. Уровень 3 также определяет наилучшие пути доставки данных.

Канал передачи данных и физические уровни

Уровень 2 (канал передачи данных) получает пакеты от уровня 3. В то время как уровень 4 выполняет логическую адресацию (IPv4, IPv6), уровень 2 выполняет физическую адресацию. Он добавляет MAC-адреса отправителя и получателя к пакету данных, чтобы сформировать блок данных, называемый кадром. Уровень 2 позволяет передавать кадры через локальную среду (например, медный провод, оптоволокно или воздух). Этот уровень встроен как программное обеспечение в карту сетевого интерфейса (NIC) вашего компьютера.

Короче говоря, Уровень 2 позволяет верхним сетевым уровням получать доступ к носителям и контролирует, как данные размещаются и получаются от носителей.

Оборудование — то, к чему вы можете прикоснуться физически, — существует на уровне 1 (физическом).  Этот уровень преобразует двоичные данные с верхних уровней в сигналы и передает их по локальной среде. Это могут быть электрические, световые или радиосигналы; это зависит от типа используемого носителя. Когда ваш друг получает сигналы, они декапсулируются или преобразуются обратно в двоичный код, а затем в данные приложения, чтобы ваш друг мог увидеть ваше сообщение.

В заключение

Это очень много для усвоения! По сути, сетевые уровни помогают нам понять, как данные перемещаются из удобочитаемого в компьютерный, передаваемый сигнал и обратно.

Чтобы узнать больше о работе в сети, посетите другие наши блоги:

  • Что такое Network Traffic Intelligence
  • Отравление DNS и как его исправить
  • Что такое туннелирование DNS?

Алиенор — технический писатель в Plixer. Ей особенно нравится писать о последних новостях информационной безопасности и создавать руководства и советы, которые читатели могут использовать для обеспечения безопасности своей информации. Когда она не пишет, Алиенор готовит японскую кухню, смотрит фильмы и играет в Monster Hunter.

404: Страница не найдена

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы приносим свои извинения за доставленные неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

Поиск

  • Узнайте последние новости.
  • Наша домашняя страница содержит самую свежую информацию о работе в сети.
  • Наша страница о нас содержит дополнительную информацию о сайте SearchNetworking, на котором вы находитесь.
  • Если вам нужно, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас.

Просмотр по категории

ПоискЕдиные Коммуникации


  • Cisco добавляет дополнительную интеграцию Webex-Teams для гибридной работы

    Пользователи Cisco Webex теперь имеют больше гибридных рабочих функций, включая новую доску и интеграцию с Teams, iPhone и iPad . ..


  • Как сбалансировать конфиденциальность удаленной работы и мониторинг производительности

    Сопоставление мониторинга производительности сотрудников с конфиденциальностью удаленных работников является серьезной проблемой, требующей защиты личных …


  • Как бороться с проблемами безопасности голоса на платформах для совместной работы

    Сотрудничество на предприятии — неотъемлемая часть ведения бизнеса. Но компании должны научиться защищаться от проблем с безопасностью голоса…

SearchMobileComputing


  • Вопросы и ответы Jamf: как упрощенная регистрация BYOD помогает ИТ-специалистам и пользователям

    Руководители Jamf на JNUC 2022 делятся своим видением будущего с упрощенной регистрацией BYOD и ролью iPhone в …


  • Jamf приобретет ZecOps для повышения безопасности iOS

    Jamf заплатит нераскрытую сумму за ZecOps, который регистрирует активность на устройствах iOS для выявления потенциальных атак. Компании ожидают …


  • Apple преследует растущий премиальный рынок с iPhone 14

    Apple переключила свое внимание на смартфоны премиум-класса в последней линейке iPhone 14 с такими функциями, как режим блокировки, который ИТ …

SearchDataCenter


  • HPE обновляет серверы ProLiant в комплекте с лицензией GreenLake

    HPE добавила еще один вариант программного обеспечения и услуг с новыми серверами ProLiant с GreenLake, улучшенным программным обеспечением для обеспечения безопасности и …


  • Учитывайте этические вопросы технологий при росте центра обработки данных

    Авторы Гарри Льюис и Кен Ледин обсуждают этические вопросы, которые организации должны учитывать при расширении центра обработки данных, данных …


  • Лучшие практики оптимизации сети центра обработки данных

    Оптимизация сети центра обработки данных может улучшить влияние на бизнес и обеспечить долгосрочную работоспособность оборудования.