Сетевая модель OSI: 7 уровней и рабочие примеры в обзоре WiFiGid

Всем привет, и снова с вами Бердедах! У нас есть еще один курс «Для малышей», и мы поговорим о модели OSI. Многие системные администраторы и молодые ИТ-инженеры слышали об этом, но боялись спросить. Сразу скажу, что любой специалист, программист, инженер или администратор, работающий с сетями и Интернетом, должен знать все, о чем я вам ниже расскажу наизусть. Изделие подойдет как профессионалам, так и манекенам.

Модель OSI, или модель стека протоколов TCP / IP, или модель открытых систем, или сетевая модель — это ядро, на котором любая современная сеть и подключенные к ней устройства управляют и взаимодействуют. Поэтому его желательно знать всем, кто работает в «сетевом» секторе. Без этих знаний даже в самом программировании будет довольно сложно.

Модели OSI позволяют устройствам в компьютерной сети взаимодействовать в соответствии с определенными правилами и протоколами. Если открыть расшифровку аббревиатуры термина, то получится английское написание: «Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем» — что дословно можно перевести как «эталонная модель взаимодействия открытых систем». В модели 7 уровней, которые используются для передачи информации с одного устройства на другое.

Сетевая модель OSI и ее 7 уровней: обзор на примерах Бородача

Уровни

Представим, что у нас есть два компьютера. Один принадлежит Василию, второй — Диме. Они подключены к одной сети. Василий отправил письмо прямо Диме. Теперь возникает вопрос: как передать это письмо по сетевому кабелю? Как мы помним, компьютер может понимать только одну часть информации: ноль (0) и один (1).

Кроме того, по телеграфу мы не можем передавать информацию в обычной буквенной форме. И тогда, если в письме есть только буквы. Тогда возникает вопрос, как как-то перевести эту букву на втором устройстве. Именно для этих целей и нужна эталонная модель 7-уровневой OSI.

При отправке письма информация проходит 7 шагов сверху вниз, чтобы преобразовать ее в обычные биты. Затем эти биты передаются по кабелю на компьютер Димы. И его устройство уже выполняет обратный процесс: оно переводит биты в понятные человеку буквы.

В этом случае наиболее часто используются протоколы TCP / IP. Когда вы читаете любую информацию по этой теме, смотрите таблицы, а затем помните, что сейчас используются протоколы модели TCP / IP. В таблицах описаны те же протоколы, но они давно устарели и представляют собой лишь вводную информацию.

Давайте посмотрим на все уровни OSI 7, и вам будет немного понятнее, о чем я говорю:

  • Уровень 3 — Сетевой –
  • Уровень 2 — Канал — канал передачи данных.
  • Уровень 1 — Physical — физический уровень.
  • Уровень 4 — Транспорт.
  • 6 уровень — Исполнительный — презентация.
  • Уровень 5 — Сессия — сессия.
  • Уровень 7 — Приложение — Приложение.
Читайте также:  Как сохранить экспресс-панель в Опере: экспорт, импорт, синхронизация

Нумерация идет сверху вниз, сверху вниз: с седьмого прикладного уровня на первый — физический.

ПРИМЕЧАНИЕ! Специалистам рекомендую записывать и запоминать все уровни в правильном порядке. Также необходимо помнить английские имена, так как они часто встречаются в зарубежных книгах и на порталах, посвященных этой теме.

Сетевая модель OSI и ее 7 уровней: обзор на примерах Бородача

Каждый уровень имеет определенные цели для перевода информации из одного типа в другой. Вы также можете видеть, что информация передается по-разному. Почти каждый уровень имеет свой собственный PDU (блок данных протокола) или блок информационных данных. Например, на физическом уровне (нижний уровень) это обычные биты или последовательность нулей и единиц, которые уже могут быть переданы по сети.

Почти каждый сетевой уровень работает со своими собственными протоколами данных. Вы можете просмотреть приблизительную последовательность информации о переходе от одного типа PDU к другому:

  1. Уровни с 7 по 5 — выполняется операция с данными.
  2. Кроме того, на транспортном уровне данные преобразуются в сегменты или дейтаграммы.
  3. На сетевом уровне они переводятся в пакеты.
  4. Далее следует перевод во фреймы или фреймы.
  5. Что ж, в итоге вся информация переводится в обычные биты.

Также по таблице можно заметить два названия:

  • Уровни хоста (более высокие уровни) — уже используются на самих устройствах: телефонах, планшетах, компьютерах, ноутбуках и т.д.
  • Медиа-уровни (нижние уровни) — часто уже используются в коммутаторах, маршрутизаторах, концентраторах — где выполняется задача передачи информации по кабелю.

Это грубое разделение всех уровней на две градации. Самым интересным из слоев является именно класс «Media Layers», так как они наиболее часто используются сетевыми инженерами. И они отвечают за это головой.

ПРИМЕЧАНИЕ! Вы можете посмотреть в таблице протоколы модели OSI, и вы примерно поймете уровень взаимодействия данных во время передачи и приема.

Принцип работы

Для удобства представления работы 7 уровней модели OSI давайте взглянем на изображение ниже.

Сетевая модель OSI и ее 7 уровней: обзор на примерах Бородача

У нас есть два компьютера, которые на каком-то уровне могут обмениваться данными только по протоколам. Можно сказать, что это определенный тип данных, который понимается компьютерами на выделенном уровне. Например, на физическом уровне модели OSI используются протоколы и данные передаются в битах. На том же канальном уровне, что и модель OSI, информация передается кадрами с использованием собственных протоколов.

Но для передачи информации с одного уровня на другой используются специальные сервисы. Также обратите внимание, что это первый раз, когда данные сегментированы на транспортном уровне. Каждый сегмент имеет «пронумерованный» ярлык. Эта метка необходима второму принимающему устройству, чтобы понять, в каком порядке вставлять эти сегменты, чтобы получить желаемые данные. Также на других уровнях есть разделение на пакеты, кадры и, в конечном итоге, на биты. Пакеты, рамки также имеют свои последующие этикетки.

Еще несколько подробностей о том, как информация передается с одного уровня на другой. Я рекомендую вам прямо вникнуть в эту информацию, так как вам нужно понимать всю суть модели OSI. Если что-то непонятно, то перечитайте или вы можете спросить у меня некоторые нюансы ниже в комментариях. Чтобы было понятнее, давайте взглянем на изображение ниже — вот схема перевода информации в другую форму для всех уровней сетевой модели OSI.

Читайте также:  Как проверить интернет-кабель: от тестера до картошки

Сетевая модель OSI и ее 7 уровней: обзор на примерах Бородача

  1. Первые 3 верхних уровня: прикладной, репрезентативный и сеансовый — оперируют данными практически в чистом виде. Поэтому говорить об этом нет смысла. Но пару строк о них напишу в конце статьи.
  2. Также на транспортном уровне OSI с помощью сервисов данные передаются в сегменты (дейтаграммы). Внимательно наблюдайте, как это происходит. Идет разделение на несколько сегментов. Каждому сегменту присваивается заголовок, который необходим, чтобы знать, в каком порядке эти сегменты должны быть связаны в будущем. Можно сказать, что сегмент — это фрагмент данных с заголовком.
  3. На этом этапе сегменты транслируются с транспортного уровня в пакеты. Это просто происходит: каждому сегменту назначается собственный заголовок пакета. Вы, наверное, уже заметили, что наша информация увеличивается в размерах. Просто для добавления заголовков. Следовательно, пакеты больше, чем сегменты.
  4. Кроме того, информация из пакетов поступает на нижележащий уровень канала передачи данных. Итак, перечислим все, что у нас есть:
    1. Сегменты: данные с заголовком сегмента.
    2. Заголовок пакета, который находится над сегментом.
    3. Заголовок кадра, присвоенный пакету.
    4. Контрольная сумма вычисляется и присваивается каждой части информации. Получателям информации необходимо понимать, что они получили необходимую информацию. В общем, для проверки. Если контрольная сумма неверна, принимающий компьютер может попросить вас повторно отправить данные.
  5. Что ж, в итоге все кадры будут преобразованы в биты и отправлены по кабелю.

Весь процесс упаковки данных называется инкапсуляцией данных. Когда информация достигает принимающего компьютера, начинается обратный процесс: декапсуляция данных по той же схеме, только в обратном порядке.

Уровень 1 – Физический

Физический или основной уровень — это самый низкий уровень, поскольку передаваемая информация имеет форму нулей и единиц. В этом случае могут использоваться различные протоколы, от которых зависит форма одних и тех же нулей и единиц. На этом уровне можно определить топологию сетей и передачу данных по ним.

Есть два типа передачи битового потока:

  • Полудуплекс — когда устройство может только принимать или отправлять данные. Это можно сравнить с потоком. Также называется односторонней передачей данных.
  • Дуплекс: когда устройство может отправлять и получать данные одновременно. Например, во время игры, когда приложению необходимо постоянно получать и отправлять информацию. Его еще называют по-другому — двунаправленная передача.

На физическом уровне в настоящее время используется несколько сред. Для кабельного соединения используется витая пара или оптоволокно. Коаксиальный кабель используется, но реже. Также существует беспроводная среда, использующая радиоволны: 802.11 Wi-Fi, Bluetooth, DSL, GSM и т.д.

Здесь необходимо определить не только среду, но и тип подключения (порты), а также диапазон, в пределах которого может передаваться информация при использовании кабельной или беспроводной среды.

Читайте также:  Беспроводной интернет для ноутбука: выбор модема и оператора

Я рекомендую вам отдельно прочитать среды физического уровня:

  • Витая пара
  • Оптическое волокно
  • Вай фай

Уровень 2 – Канальный

Этот уровень в семиуровневой модели является одним из самых важных, как здесь проявляется адресация. Чтобы знать, куда передавать информацию в сети, которая может состоять из сотен устройств, вам необходимо использовать адреса. Канальный уровень использует MAC-адреса.

Кроме того, этот уровень позволяет подключать два устройства с помощью последовательности команд. С помощью команд вы можете запросить повторную отправку данных, если они пришли в неправильной форме или если контрольная сумма не прошла определенный кадр. Чаще всего коммутаторы работают именно на канальном уровне, поскольку адресация между устройствами осуществляется с помощью таблицы коммутации, которая содержит MAC-адреса подключенных устройств.

Я рекомендую вам прочитать больше о переключателе в этой статье.

Уровень 3 – Сетевой уровень

Сетевой уровень имеет дело с протоколами, использующими IP-адресацию. К таким устройствам относится практически любое оборудование, но чаще в качестве примера приводятся маршрутизаторы (роутеры). Конечно, есть переключатели, которые работают на этом уровне.

Сетевой уровень решает важную задачу передачи пакетов на правильный узел. Например, удаленный компьютер может находиться в другой подсети или совершенно другой сети. Затем для отправки пакетов определяется оптимальный путь к конечному узлу.

Обязательно прочтите подробную статью о роутере.

Уровень 4 – Транспортный

Транспортный уровень — позволяет прямой обмен данными между двумя узлами. Например, протокол TCP используется для передачи четкой информации: изображений, текстов, файлов. UDP чаще всего используется в потоках — видео, аудио, онлайн-играх и т.д.

Это часто использует сквозное соединение, когда данные отправляются напрямую. Также транспортный уровень один, который взаимодействует с прямыми данными и сеансовым уровнем.

Например, топология физической сети используется для подключения устройств на уровне канала передачи данных. На сетевом уровне логическая топология. Но на этом уровне существует прямое соединение «узел-узел». Например, если вы заходите на сайт, вы связываетесь с определенным сервером напрямую через DNS или IP-адрес.

Уровень 5 – Сеансовый

Наконец, он переводит сегменты или дейтаграммы в данные, которые компьютер уже может понять. Также на этом этапе может быть прервано прямое соединение между отправляющим или отправляющим компьютером.

Уровень 6 – Представительский

Наконец, он переводит информацию в определенный тип данных, который уже понятен человеку. Один из примеров — кодировка текста. Когда данные поступают в кодировке ASCII и должны быть переведены в UTF-8 или другую форму.

Уровень 7 – Прикладной уровень

Слой, представляющий данные в удобочитаемом виде. Именно на этом уровне также происходит непосредственный обмен информацией с пользователем. Одним из наиболее распространенных протоколов последнего уровня является HTTPS, который позволяет отображать и читать данные в браузере.

Видео

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: