osi

Модель OSI и её уровни

OSI означает « Модель взаимодействие открытых систем». Разработана Международной организацией по стандартизации в 1974 году. Обладает 7-ми уровневой архитектурой, каждый уровень имеет определенные функциональные возможности. Все эти 7 уровней работают совместно для передачи данных от одного человека другому по всему земному шару.

Физический уровень (уровень 1):

Самым низким уровнем эталонной модели OSI является физический уровень. Он отвечает за фактическое физическое соединение между устройствами. Физический уровень содержит информацию в форме битов. При получении данных этот уровень преобразует полученный сигнал в 0 и 1 и отправит их на канальный уровень передачи данных, который отправит кадр обратно.

Функции физического уровня:


Битовая синхронизация: физический уровень обеспечивает синхронизацию битов, обеспечивая тактовую частоту. Эти часы контролируют отправителя и получателя, обеспечивая синхронизацию на уровне битов.
Управление скоростью передачи битов: Физический уровень также определяет скорость передачи, то есть количество битов, отправляемых в секунду.
Физические топологии: Физический уровень определяет способ, которым различные устройства / узлы расположены в сети, то есть топология шины, звезды или сетки.
Режим передачи: Физический уровень также определяет способ передачи данных между двумя подключенными устройствами. Возможны различные режимы передачи: Simplex, half-duplex and full-duplex.

  • Hub, Repeater, Modem, Cables — устройства физического уровня.
    ** Сетевой уровень, канальный уровень и физический уровень также известны как нижние уровни или аппаратные уровни .

Уровень канала передачи данных (DLL) (уровень 2):

Канальный уровень отвечает за доставку сообщения от узла к узлу. Основная функция этого уровня — убедиться, что передача данных без ошибок с одного узла на другой осуществляется на физическом уровне. Когда пакет поступает в сеть, DLL отвечает за передачу его на хост, используя его MAC-адрес.


Канальный уровень данных делится на два подуровня:


Logical Link Control (ООО)
Управление доступом к среде (MAC)


Пакет, полученный от сетевого уровня, далее делится на кадры в зависимости от размера кадра NIC (сетевой интерфейсной карты). DLL также инкапсулирует MAC-адрес отправителя и получателя в заголовок.
MAC-адрес получателя определяется путем выполнения ARP запроса (Address Resolution Protocol) «У кого есть этот IP-адрес?», И хост назначения отвечает своим MAC-адресом.

Функции канального уровня данных:


Обрамление: Обрамление является функцией канального уровня. Это позволяет отправителю передавать набор битов, которые имеют значение для получателя. Это может быть достигнуто путем прикрепления специальных битовых комбинаций к началу и концу кадра.
Физическая адресация: После создания кадров канальный уровень добавляет физические адреса (MAC-адрес) отправителя и / или получателя в заголовок каждого кадра.
Контроль ошибок: Канальный уровень обеспечивает механизм контроля ошибок, в 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 тот объем данных, который может быть отправлен до получения подтверждения.
Контроль доступа: когда один канал связи совместно используется несколькими устройствами, подуровень MAC уровня канала передачи данных помогает определить, какое устройство имеет контроль над каналом в данный момент времени.

  • Пакет в канальном уровне называется кадром .
    ** Канальный уровень обрабатывается сетевой картой (NIC) и драйверами устройств хост-компьютеров.
    *** Switch & Bridge — это устройства канального уровня передачи данных.

Сетевой уровень (уровень 3):

Сетевой уровень позволяет осуществлять передачу данных с одного хоста на другой, находящихся в разных сетях. Он также заботится о маршрутизации пакетов, то есть о выборе кратчайшего пути для передачи пакета из числа доступных маршрутов. IP-адрес отправителя и получателя помещается в заголовок сетевым уровнем.

Функции сетевого уровня:

Маршрутизация: протоколы сетевого уровня определяют, какой маршрут подходит от источника к месту назначения. Эта функция сетевого уровня называется маршрутизацией.
Логическая адресация: Чтобы однозначно идентифицировать каждое устройство в межсетевом пространстве, сетевой уровень определяет схему адресации. IP-адрес отправителя и получателя помещается в заголовок сетевым уровнем. Такой адрес отличает каждое устройство уникально и универсально.

  • Сегмент на сетевом уровне называется пакетом .
    ** Сетевой уровень реализуется сетевыми устройствами, такими как маршрутизаторы.

Транспортный уровень (Уровень 4):

Транспортный уровень предоставляет сервисы прикладному уровню и принимает сервисы от сетевого уровня. Данные на транспортном уровне называются сегментами . Он отвечает за сквозную доставку полного сообщения. Транспортный уровень также обеспечивает подтверждение успешной передачи данных и повторно передает данные, если обнаружена ошибка.


На стороне отправителя:
транспортный уровень получает отформатированные данные с верхних уровней, выполняет сегментацию, а также реализует управление потоком и ошибками для обеспечения правильной передачи данных. Он также добавляет номер порта источника и назначения в свой заголовок и перенаправляет сегментированные данные на сетевой уровень.


Замечания: Отправителю необходимо знать номер порта, связанный с приложением получателя.
Обычно этот номер порта назначения настраивается либо по умолчанию, либо вручную. Например, когда веб-приложение отправляет запрос веб-серверу, оно обычно использует порт 80, поскольку это порт по умолчанию, назначенный веб-приложениям. Многие приложения имеют назначенный порт по умолчанию.


На стороне получателя:
транспортный уровень считывает номер порта из заголовка и пересылает полученные данные в соответствующее приложение. Он также выполняет упорядочение и повторную сборку сегментированных данных.

Функции транспортного уровня:


Сегментация и повторная сборка: этот уровень принимает сообщение от (сеансового) уровня, разбивает сообщение на более мелкие единицы. Каждый из созданных сегментов имеет связанный с ним заголовок. Транспортный уровень на станции назначения повторно собирает сообщение.
Адресация точки обслуживания: чтобы доставить сообщение для корректного процесса, заголовок транспортного уровня включает тип адреса, называемый адрес точки обслуживания или адрес порта. Таким образом, указав этот адрес, транспортный уровень гарантирует, что сообщение будет доставлено правильному процессу.
Услуги, предоставляемые транспортным уровнем:
Ориентированная на соединение услуга: это трехфазный процесс, который включает в себя

  • установление соединения
  • передача данных
  • завершение / отключение
    При этом типе передачи приемное устройство отправляет подтверждение обратно источнику после получения пакета или группы пакетов. Этот тип передачи надежен и безопасен.
    Услуга без соединения: это однофазный процесс, включающий передачу данных. В этом типе передачи получатель не подтверждает получение пакета. Такой подход позволяет значительно ускорить обмен данными между устройствами. Сервис, ориентированный на соединение, более надежен, чем Сервис без соединения.
  • Данные на транспортном уровне называются сегментами .
    ** Транспортный уровень управляется операционной системой. Он является частью ОС и взаимодействует с прикладным уровнем посредством системных вызовов.
    Транспортный уровень называется сердцем модели OSI .

Сеансовый уровень (уровень 5):

Этот уровень отвечает за установление соединения, поддержку сеансов, аутентификацию, а также обеспечивает безопасность.

Функции сеансового уровня:


Установление сеанса, обслуживание и завершение: уровень позволяет двум процессам устанавливать, использовать и завершать соединение.
Синхронизация: этот уровень позволяет процессу добавлять контрольные точки, которые рассматриваются как точки синхронизации. Эти точки синхронизации помогают идентифицировать ошибку, так что данные синхронизируются должным образом, а концы сообщений не обрезаются преждевременно, а потери данных исключаются.
Контроллер диалога: сеансовый уровень позволяет двум системам устанавливать связь друг с другом в полудуплексном или дуплексном режиме.


** Вышеприведенные 3 уровня (включая Сессионный уровень) интегрированы в модель TCP / IP как один уровень как «Уровень приложений».
** Реализация этих трех уровней выполняется самим сетевым приложением. Они также известны как верхние уровни или программные уровни .

Уровень представления (уровень 6):

Уровень представления также называется уровнем перевода . Здесь извлекаются данные с уровня приложения и обрабатываются в соответствии с требуемым форматом для передачи по сети.

Функции уровня представления:

Перевод: например, от ASCII к EBCDIC.
Шифрование / дешифрование: Шифрование данных переводит данные в другую форму или код. Зашифрованные данные известны как зашифрованный текст, а расшифрованные данные — как обычный текст. Значение ключа используется как для шифрования, так и для расшифровки данных.
Сжатие: уменьшает количество битов, которые должны быть переданы в сети.

Прикладной уровень (уровень 7):

В самом верху стека уровней OSI Reference Model мы находим прикладной уровень, который реализуется сетевыми приложениями. Эти приложения производят данные, которые должны быть переданы по сети. Этот уровень также служит окном для служб приложений для доступа к сети и для отображения полученной информации пользователю.
Пример: Приложение — Браузеры, Skype Messenger и т. Д.
** Уровень приложений также называется уровнем рабочего стола.
Функции прикладного уровня:

  1. Сетевой Виртуальный Терминал
  2. FTAM-File передача доступа и управление
  3. Почтовые Услуги
  4. 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.

Поделиться: