Укажите функции прикладного уровня модели osi

Содержание:

Состояние отпатрулирована

Сетевая модель OSI — сетевая модель стека (магазина) сетевых протоколов OSI/ISO. Посредством данной модели различные сетевые устройства могут взаимодействовать друг с другом. Модель определяет различные уровни взаимодействия систем. Каждый уровень выполняет определённые функции при таком взаимодействии.

Содержание

Уровни модели OSI [ править | править код ]

Модель OSI
Уровень (layer) Тип данных (PDU [1] ) Функции Примеры
Host
layers
7. Прикладной (application) Данные Доступ к сетевым службам HTTP, FTP, POP3, WebSocket
6. Представления (presentation) Представление и шифрование данных ASCII, EBCDIC
5. Сеансовый (session) Управление сеансом связи RPC, PAP, L2TP
4. Транспортный (transport) Сегменты

Прямая связь между конечными пунктами и надёжность TCP, UDP, SCTP, PORTS Media [2]
layers
3. Сетевой (network) Пакеты (packet) Определение маршрута и логическая адресация IPv4, IPv6, IPsec, AppleTalk 2. Канальный (data link) Биты (bit)/
Кадры (frame) Физическая адресация PPP, IEEE 802.22, Ethernet, DSL, ARP, сетевая карта. 1. Физический (physical) Биты (bit) Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными USB, кабель («витая пара», коаксиальный, оптоволоконный), радиоканал

В литературе наиболее часто принято начинать описание уровней модели OSI с 7-го уровня, называемого прикладным, на котором пользовательские приложения обращаются к сети. Модель OSI заканчивается 1-м уровнем — физическим, на котором определены стандарты, предъявляемые независимыми производителями к средам передачи данных:

  • тип передающей среды (медный кабель, оптоволокно, радиоэфир и др.),
  • тип модуляции сигнала,
  • сигнальные уровни логических дискретных состояний (нули и единицы).

Любой протокол модели OSI должен взаимодействовать либо с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше и/или ниже своего уровня. Взаимодействия с протоколами своего уровня называются горизонтальными, а с уровнями на единицу выше или ниже — вертикальными. Любой протокол модели OSI может выполнять только функции своего уровня и не может выполнять функций другого уровня, что не выполняется в протоколах альтернативных моделей.

Каждому уровню с некоторой долей условности соответствует свой операнд — логически неделимый элемент данных, которым на отдельном уровне можно оперировать в рамках модели и используемых протоколов: на физическом уровне мельчайшая единица — бит, на канальном уровне информация объединена в кадры, на сетевом — в пакеты (датаграммы), на транспортном — в сегменты. Любой фрагмент данных, логически объединённых для передачи — кадр, пакет, датаграмма — считается сообщением. Именно сообщения в общем виде являются операндами сеансового, представления и прикладного уровней.

К базовым сетевым технологиям относятся физический и канальный уровни.

Прикладной уровень [ править | править код ]

Прикладной уровень (уровень приложений; англ. application layer ) — верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:

  • позволяет приложениям использовать сетевые службы:
  • удалённый доступ к файлам и базам данных,
  • пересылка электронной почты;
  • отвечает за передачу служебной информации;
  • предоставляет приложениям информацию об ошибках;
  • формирует запросы к уровню представления.
  • Уровень представления [ править | править код ]

    Уровень представления (англ. presentation layer ) обеспечивает преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с прикладного уровня, на уровне представления преобразуются в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразуются в формат приложений. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или шифрование/дешифрование, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

    Уровень представлений обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации из соседних уровней. Это позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных компьютерных системах прозрачным для приложений образом. Уровень представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода. Форматирование кода используется для того, чтобы гарантировать приложению поступление информации для обработки, которая имела бы для него смысл. При необходимости этот уровень может выполнять перевод из одного формата данных в другой.

    Уровень представлений имеет дело не только с форматами и представлением данных, он также занимается структурами данных, которые используются программами. Таким образом, уровень 6 обеспечивает организацию данных при их пересылке.

    Чтобы понять, как это работает, представим, что имеются две системы. Одна использует для представления данных расширенный двоичный код обмена информацией EBCDIC, например, это может быть мейнфрейм компании IBM, а другая — американский стандартный код обмена информацией ASCII (его использует большинство других производителей компьютеров). Если этим двум системам необходимо обменяться информацией, то нужен уровень представлений, который выполнит преобразование и осуществит перевод между двумя различными форматами.

    Другой функцией, выполняемой на уровне представлений, является шифрование данных, которое применяется в тех случаях, когда необходимо защитить передаваемую информацию от доступа несанкционированными получателями. Чтобы решить эту задачу, процессы и коды, находящиеся на уровне представлений, должны выполнить преобразование данных. На этом уровне существуют и другие подпрограммы, которые сжимают тексты и преобразовывают графические изображения в битовые потоки, так, что они могут передаваться по сети.

    Стандарты уровня представлений также определяют способы представления графических изображений. Для этих целей может использоваться формат PICT — формат изображений, применяемый для передачи графики QuickDraw между программами.

    Другим форматом представлений является тэгированный формат файлов изображений TIFF, который обычно используется для растровых изображений с высоким разрешением. Следующим стандартом уровня представлений, который может использоваться для графических изображений, является стандарт, разработанный Объединённой экспертной группой по фотографии (Joint Photographic Expert Group); в повседневном пользовании этот стандарт называют просто JPEG.

    Существует другая группа стандартов уровня представлений, которая определяет представление звука и кинофрагментов. Сюда входят интерфейс электронных музыкальных инструментов (англ. Musical Instrument Digital Interface , MIDI) для цифрового представления музыки, разработанный Экспертной группой по кинематографии стандарт MPEG, используемый для сжатия и кодирования видеороликов на компакт-дисках, хранения в оцифрованном виде и передачи со скоростями до 1,5 Мбит/с, и QuickTime — стандарт, описывающий звуковые и видео элементы для программ, выполняемых на компьютерах Macintosh и PowerPC.

    Сеансовый уровень [ править | править код ]

    Сеансовый уровень (англ. session layer ) модели обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.

    Транспортный уровень [ править | править код ]

    Транспортный уровень (англ. transport layer ) модели предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю. При этом уровень надёжности может варьироваться в широких пределах. Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции (например, функции передачи данных без подтверждения приёма), и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных. Например, UDP ограничивается контролем целостности данных в рамках одной датаграммы и не исключает возможности потери пакета целиком или дублирования пакетов, нарушение порядка получения пакетов данных; TCP обеспечивает надёжную непрерывную передачу данных, исключающую потерю данных или нарушение порядка их поступления или дублирования, может перераспределять данные, разбивая большие порции данных на фрагменты и наоборот, склеивая фрагменты в один пакет.

    Сетевой уровень [ править | править код ]

    Сетевой уровень (англ. network layer ) модели предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

    Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. Работающие на этом уровне устройства (маршрутизаторы) условно называют устройствами третьего уровня (по номеру уровня в модели OSI).

    Протоколы сетевого уровня: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet Exchange, протокол межсетевого обмена), X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2), CLNP (сетевой протокол без организации соединений), IPsec (Internet Protocol Security). Протоколы маршрутизации — RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First).

    Читайте также:  Как вернуть прежнюю версию на андроид

    Канальный уровень [ править | править код ]

    Канальный уровень (англ. data link layer ) предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля ошибок, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные, представленные в битах, он упаковывает в кадры, проверяет их на целостность и, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос повреждённого кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.

    Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на два подуровня: MAC (англ. media access control ) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (англ. logical link control ) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

    На этом уровне работают коммутаторы, мосты и другие устройства. Эти устройства используют адресацию второго уровня (по номеру уровня в модели OSI).

    При разработке стеков протоколов на этом уровне решаются задачи помехоустойчивого кодирования. К таким способам кодирования относится код Хемминга, блочное кодирование, код Рида-Соломона.

    В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой. Это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI ( англ. ) , NDIS, UDI.

    Физический уровень [ править | править код ]

    Физический уровень (англ. physical layer ) — нижний уровень модели, который определяет метод передачи данных, представленных в двоичном виде, от одного устройства (компьютера) к другому. Составлением таких методов занимаются разные организации, в том числе: Институт инженеров по электротехнике и электронике, Альянс электронной промышленности, Европейский институт телекоммуникационных стандартов и другие. Осуществляют передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов.

    На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры.

    Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъёмы AUI и BNC.

    При разработке стеков протоколов на этом уровне решаются задачи синхронизации и линейного кодирования. К таким способам кодирования относится код NRZ, код RZ, MLT-3, PAM5, Манчестер II.

    Соответствие модели OSI и других моделей сетевого взаимодействия [ править | править код ]

    Поскольку наиболее востребованными и практически используемыми стали протоколы (например TCP/IP), разработанные с использованием других моделей сетевого взаимодействия, далее необходимо описать возможное включение отдельных протоколов других моделей в различные уровни модели OSI.

    Семейство TCP/IP [ править | править код ]

    Семейство TCP/IP имеет три транспортных протокола: TCP, полностью соответствующий OSI, обеспечивающий проверку получения данных; UDP, отвечающий транспортному уровню только наличием порта, обеспечивающий обмен датаграммами между приложениями, не гарантирующий получения данных; и SCTP, разработанный для устранения некоторых недостатков TCP, в который добавлены некоторые новшества. В семействе TCP/IP есть ещё около двухсот протоколов, самым известным из которых является служебный протокол ICMP, используемый для внутренних нужд обеспечения работы; остальные также не являются транспортными протоколами.

    Семейство IPX/SPX [ править | править код ]

    В семействе IPX/SPX порты появляются в протоколе сетевого уровня IPX, обеспечивая обмен датаграммами между приложениями (операционная система резервирует часть сокетов для себя). Протокол SPX, в свою очередь, дополняет IPX всеми остальными возможностями транспортного уровня в полном соответствии с OSI.

    В качестве адреса хоста ICX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера.

    Критика [ править | править код ]

    В конце 90-х годов семиуровневая модель OSI критиковалась отдельными авторами. В частности, в книге «UNIX. Руководство системного администратора» Эви Немет (англ. Evi Nemeth ) писала:

    Пока комитеты ISO спорили о своих стандартах, за их спиной менялась вся концепция организации сетей и по всему миру внедрялся протокол TCP/IP.

    И вот, когда протоколы ISO были наконец реализованы, выявился целый ряд проблем:

    • эти протоколы основывались на концепциях, не имеющих в современных сетях никакого смысла;
    • их спецификации были в некоторых случаях неполными;
    • по своим функциональным возможностям они уступали другим протоколам;
    • наличие многочисленных уровней сделало эти протоколы медлительными и трудными для реализации.

    Сейчас даже самые ярые сторонники этих протоколов признают, что OSI постепенно движется к тому, чтобы стать маленькой сноской на страницах истории компьютеров.

    Рассмотрим в данной статье назначение уровней эталонной модели osi, с подробным описанием каждого из семи уровней модели.

    Процесс организации принципа сетевого взаимодействия, в компьютерных сетях, довольно-таки сложная и непростая задача, поэтому для осуществления этой задачи решили использовать хорошо известный и универсальный подход – декомпозиция.

    Декомпозиция – это научный метод, использующий разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач – серий (модулей), связанных между собой.

    Многоуровневый подход:

    • все модулей дробятся на отдельные группы и сортируются по уровням, тем самым создавая иерархию;
    • модули одного уровня для осуществления выполнения своих задач посылает запросы только к модулям непосредственно примыкающего нижележащего уровня;
    • включается работу принцип инкапсуляции – уровень предоставляет сервис, пряча от других уровней детали его реализации.

    На Международную Организацию по Стандартам (International Standards Organization, ISO, созданная в 1946 году) возложили задачу создания универсальной модели, которая четко разграничит и определит различные уровни взаимодействия систем, с поименованными уровнями и с наделением каждого уровня своей конкретной задачи. Эту модель назвали моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI .

    Эталонная Модель Взаимосвязи Открытых Систем (семиуровневая модель osi) введена в 1977 г.

    После утверждения данной модели, проблема взаимодействия была разделена (декомпозирована) на семь частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других.

    Уровни эталонной модели OSI представляют из себя вертикальную структуру, где все сетевые функции разделены между семью уровнями. Следует особо отметить, что каждому такому уровню соответствует строго описанные операции, оборудование и протоколы.

    Взаимодействие между уровнями организовано следующим образом:

    • по вертикали – внутри отдельно взятой ЭВМ и только с соседними уровнями.
    • по горизонтали – организовано логическое взаимодействие – с таким же уровнем другого компьютера на другом конце канала связи (то есть сетевой уровень на одном компьютере взаимодействует с сетевым уровнем на другом компьютере).

    Так как семиуровневая модель osi состоит из строгой соподчиненной структуры, то любой более высокий уровень использует функции нижележащего уровня, причем распознает в каком именно виде и каким способом (т.е. через какой интерфейс) нужно передавать ему поток данных.

    Рассмотрим, как организуется передача сообщений по вычислительной сети в соответствии с моделью OSI. Прикладной уровень – это уровень приложений, то есть данный уровень отображается у пользователя в виде используемой операционной системы и программ, с помощью которой выполняется отправка данных. В самом начале именно прикладной уровень формирует сообщение, далее оно передается представительному уровню, то есть спускается вниз по модели OSI. Представительный уровень, в свою очередь, проводит анализ заголовка прикладного уровня, выполняет требуемые действия, и добавляет в начало сообщения свою служебную информацию, в виде заголовка представительного уровня, для представительного уровня узла назначения. Далее движение сообщения продолжается вниз, спускается к сеансовому уровню, и он, в свою очередь, также добавляет свои служебные данные, в виде заголовка вначале сообщения и процесс продолжается, пока не достигнет физического уровня.

    Следует отметить, что помимо добавления служебной информации в виде заголовка вначале сообщения, уровни могут добавлять служебную информацию и в конце сообщения, который называется "трейлер".

    Когда сообщение достигло физического уровня, сообщение уже полностью сформировано для передачи по каналу связи к узлу назначения, то есть содержит в себе всю служебную информацию добавленную на уровнях модели OSI.

    Помимо термина "данные" (data), которое используется в модели OSI на прикладном, представительном и сеансовом уровнях, используются и другие термины на других уровнях модели OSI, чтобы можно было сразу определить на каком уровне модели OSI выполняется обработка.

    В стандартах ISO для обозначения той или иной порции данных, с которыми работают протоколы разных уровней модели OSI, используется общее название – протокольный блок данных (Protocol Data Unit, PDU). Для обозначения блоков данных определенных уровней часто используются специальные названия: кадр (frame), пакет (packet), сегмент (segment).

    Функции физического уровеня

    • на этом уровне стандартизируются типы разъемов и назначение контактов;
    • определяется, каким образом представляются "0" и "1";
    • интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством (передает электрические или оптические сигналы в кабель или радиоэфир, принимает их и преобразует в биты данных);
    • функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети;
    • оборудование, работающее на физическом уровне: концентраторы;
    • Примеры сетевых интерфейсов, относящихся к физическому уровню: RS-232C, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI, ВNС .

    Функции канального уровня

    • нулевые и единичные биты Физического уровня организуются в кадры – "frame". Кадр является порцией данных, которая имеет независимое логическое значение;
    • организация доступа к среде передачи;
    • обработка ошибок передачи данных;
    • определяет структуру связей между узлами и способы их адресации;
    • оборудование, работающее на канальном уровне: коммутаторы, мосты;
    • примеры протоколов, относящихся к канальному уровню: Ethernet , Token Ring , FDDI, Bluetooth , Wi-Fi , Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.
    Читайте также:  Сортировочный центр подольск почта россии телефон

    Для ЛВС канальный уровень разбивается на два подуровня:

    • LLC (LogicalLinkControl) –отвечает за установление канала связи и за безошибочную посылку и прием сообщений данных;
    • MAC (MediaAccessControl) – обеспечивает совместный доступ сетевых адаптеров к физическому уровню, определение границ кадров, распознавание адресов назначения (например, доступ к общей шине).

    Функции сетевого уровня

    • Выполняет функции:
    • определения пути передачи данных;
    • определения кратчайшего маршрута;
    • коммутации ;
    • маршрутизации ;
    • отслеживания неполадок и заторов в сети.
  • Решает задачи:
    • передача сообщений по связям с нестандартной структурой;
    • согласование разных технологий;
    • упрощение адресации в крупных сетях;
    • создание барьеров на пути нежелательного трафика между сетями.
    • Оборудование, работающее на сетевом уровне: маршрутизатор.
    • Виды протоколов сетевого уровня:
      • сетевые протоколы (продвижение пакетов через сеть: IP , ICMP );
      • протоколы маршрутизации: RIP, OSPF;
      • протоколы разрешения адресов ( ARP ).
      • Функции транспортного уровня модели osi

        • обеспечивает приложениям (или прикладному и сеансовому уровням) передачу данных с требуемой степенью надежности, компенсирует недостатки надёжности более низких уровней;
        • мультиплексирование и демультиплексирование т.е. сбора и разборка пакетов;
        • протоколы предназначены для взаимодействия типа «точка—точка»;
        • начиная с данного уровня, протоколы реализуются программными средствами конечных узлов сети — компонентами их сетевых ОС;
        • примеры: протоколы TCP , UDP .

        Функции сеансового уровня

        • поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время;
        • создание/завершение сеанса;
        • обмен информацией;
        • синхронизация задач;
        • определение права на передачу данных;
        • поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
        • синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при сбоях.

        Функции представительного уровня

        • отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям;
        • возможно осуществление:
        • сжатия/распаковки или кодирования/декодирования данных;
        • перенаправления запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.
        • пример: протокол SSL (обеспечивает секретных обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня TCP/IP).

        Функции прикладного уровня модели osi

        • является набором разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, организуют совместную работу;
        • обеспечивает взаимодействие сети и пользователя;
        • разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты;
        • отвечает за передачу служебной информации;
        • предоставляет приложениям информацию об ошибках;
        • пример: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

        Сетезависимые и сетенезависимые уровни семиуровневой модели osi

        По своим функциональным возможностям семь уровней модели OSI можно отнести к одной из двух групп:

        • группа, в которой уровни зависят от конкретной технической реализации компьютерной сети. Физический, канальный и сетевой уровни – являются сетезависимыми, другими словами эти уровни неразрывно связаны с конкретным используемым сетевым оборудованием.
        • группа, в которой уровни в основном ориентированы на работу с приложениями. Сеансовый, представительный и прикладной уровни – ориентированы на используемые приложения и практически не зависят от того, какое именно сетевое оборудование используется в компьютерной сети, то есть сетенезависимые.

        В данной статье, мы разберемся, что такое сетевая модель OSI, из каких уровней она состоит, и какие функции выполняет. Итак, предмет разговора является некой моделью взаимодействия эталонов, определяющих последовательность обмена данных, и программ.

        p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

        Аббревиатура OSI Open Systems Interconnection, означает модель взаимодействия открытых систем. Для решения задачи совместимости разнообразных систем, организация по стандартизации выпустила в 1983 г. эталон модели OSI. Она описывает структуру открытых систем, их требования, и их взаимодействие.

        p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 4,0,0,0,0 –>

        Open system – это система, составлена согласно открытым спецификациям, которые доступны каждому, а также соответствуют определенным стандартам. Например, ОС Windows считается open system, потому что она создана на основе открытых спецификаций, которые описывают деятельность интернета, но начальные коды системы закрыты.

        p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

        Достоинство в том, что есть возможность построить сеть из устройств от разных изготовителей, если нужно, заменить ее отдельные компоненты. Можно без проблем, объединить несколько сетей в одну целую.

        p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

        Согласно рассматриваемой нами модели, необходимо, чтобы вычислительные сети состояли из семи уровней. Вследствие того, что модель не описывает протоколы, определяемые отдельными стандартами, она не является сетевой архитектурой.

        p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

        К сожалению, с практической точки зрения, модель взаимодействия открытых систем не применяется. Её особенность заключается в овладении теоретическими вопросами сетевого взаимодействия. Именно поэтому в качестве простого языка для описания построения разных видов сети используется эта модель.

        p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

        Уровни модели OSI

        Базовая структура представляет собой систему, состоящую из 7 уровней. Возникает вопрос, за что отвечают семь этапов и зачем модели, такое количество уровней? Все они отвечают за определенную ступень процесса отправки сетевого сообщения, а также содержат в себе определенную смысловую нагрузку. Шаги выполняются, сепаративно друг от друга и не требует повышенного контроля, со стороны пользователя. Не правда ли, удобно?

        p, blockquote 9,0,0,0,0 –>

        Нижние ступени системы с первой по третью, управляют физической доставкой данных по сети, их называют media layers.

        p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

        Остальные, уровни способствуют обеспечению точной доставки данных между компьютерами в сети, их называют хост-машины.

        p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

        Прикладной – это ближайший уровень к юзеру. Его отличие от других в том, что он не предоставляет услуги другим ступеням. Обеспечивает услугами прикладные процессы, которые лежат за пределами масштаба модели, например, передача базы данных, голоса, и другое.

        p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

        Физический уровень (PHYSICAL)

        Данный этап устроен сравнительно проще других, ведь кроме единиц и нулей в нем нет других систем измерений, данный уровень не анализирует информацию и именно поэтому является самым нижним из уровней. На нем в основном осуществляется передача информации. Главный параметр загруженности – бит.

        p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

        Основная цель физического уровня представить нуль и единицу в качестве сигналов, передаваемые по среде передачи данных.

        p, blockquote 14,0,0,0,0 –>

        Например, есть некий канал связи (КС), отправляемое сообщение, отправитель и соответственно получатель. У КС есть свои характеристики:

        p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

        • Пропускная способность, измеряемая, в бит/c, то есть, сколько данных мы можем передать за единицу времени.
        • Задержка, сколько времени пройдет, прежде чем сообщение дойдет от отправителя к получателю.
        • Количество ошибок, если ошибки возникают часто, то протоколы должны обеспечивать исправление ошибок. А если редко, то их можно исправлять на вышестоящих уровнях, на пример на транспортном.

        В качестве канала передачи информации используются:

        p, blockquote 18,0,1,0,0 –>

        • Кабели: телефонный, коаксиал, витая пара, оптический.
        • Беспроводные технологии, такие как, радиоволны, инфракрасное излучение.
        • Спутниковые КС
        • Беспроводная оптика или лазеры, применяются редко, из-за низкой скорости и большого количества помех.

        Очень редко возникают ошибки в оптических кабелях, так как повлиять на распространение света сложно. В медных кабелях, ошибки возникают, но достаточно редко, а в беспроводной среде, ошибки возникают очень часто.

        p, blockquote 19,0,0,0,0 –>

        Канальный уровень (DATA LINK)

        Следующая станция, которую посетит информация, напомнит таможню. А именно IP-адрес будет сравнен на совместимость со средой передачи. Здесь также выявляются и исправляются недочеты системы. Для удобства дальнейших операций, биты группируются в кадры – frame.

        p, blockquote 20,0,0,0,0 –>

        Цель канального уровня – передача сообщений по КС – кадров.

        p, blockquote 21,0,0,0,0 –>

        Задачи data link

        • Найти, где в потоке бит, начинается и оканчивается сообщение
        • Обнаружить и скорректировать ошибки при отправке информации
        • Адресация, необходимо знать, какому компьютеру отправлять информацию, потому что к разделяемой среде в основном, подключается несколько компьютеров
        • Обеспечить согласованный доступ к разделяемой среде, чтобы в одно и то же время, информацию передавал один компьютер.

        На канальном уровне выявляются и исправляются ошибки. При обнаружении таковой проводится проверка правильности доставки данных, если неправильно, то кадр отбрасывается.

        p, blockquote 22,0,0,0,0 –>

        Исправление ошибок, требует применение специальных кодов, которые добавляют избыточную информацию в передаваемые данные.

        p, blockquote 23,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 24,0,0,0,0 –>

        Повторная отправка данных, применяется совместно с методом обнаружения ошибок. Если в кадре обнаружена ошибка, он отбрасывается, и отправитель направляет этот кадр заново.

        p, blockquote 25,0,0,0,0 –>

        Обнаружить и исправить ошибки

        Практика показала эффективность следующих методов, если используется надежная среда для передачи данных (проводная) и ошибки возникают редко, то исправлять их лучше на верхнем уровне. Если в КС ошибки происходят часто, то ошибки необходимо исправлять сразу на канальном уровне.

        p, blockquote 26,0,0,0,0 –>

        Функции данного этапа в компьютере осуществляют сетевые адаптеры и драйверы, подходящие к ним. Через них и происходит непосредственный обмен данными.

        Читайте также:  Как отключить подписки на эпл музыку

        p, blockquote 27,0,0,0,0 –>

        Некоторые протоколы, используемые на канальном уровне, это HDLC, Ethernet применяющая шинную топологию и другие.

        p, blockquote 28,0,0,0,0 –>

        Сетевой уровень (NETWORK)

        Этап напоминает процесс распределения информации. К примеру, все пользователя делиться на группы, а пакеты данных расходятся в соответствии с IP адресами, состоящими из 32 битов. Именно благодаря работе маршрутизаторов на этой инстанции, устраняются все различия сетей. Это процесс так называемой логической маршрутизации.

        p, blockquote 29,0,0,0,0 –>

        Основная задача состоит в создании составных сетей построенных на основе сетевых технологий разного канального уровня: Ethernet, Wi-Fi, MPLS. Сетевой уровень — это «основа» интернета.

        p, blockquote 30,0,0,0,0 –>

        Назначение сетевого уровня

        Мы можем передавать информацию от одного компьютера к другому через Ethernet и Wi-Fi, тогда зачем нужен еще один уровень? У технологии канального уровня (КУ) есть две проблемы, во-первых, технологии КУ отличаются друг от друга, во-вторых, есть ограничение по масштабированию.

        p, blockquote 31,0,0,0,0 –>

        Какие могут быть различия в технологиях канального уровня?

        Различный уровень предоставляемого сервиса, некоторые уровни гарантируют доставку и необходимый порядок следования сообщений. Wi-Fi просто гарантирует доставку сообщения, а Ethernet нет.

        p, blockquote 32,0,0,0,0 –>

        Разная адресация, по размеру, иерархии. Сетевые технологии могут поддерживать широковещание, т.е. есть возможность отправить информацию всем компьютерам в сети.

        p, blockquote 33,0,0,0,0 –>

        Может различаться максимальный размер кадра (MTU), например, в изернете 1500, а в вай-фай 2300. Как можно согласовывать такие различия на сетевом уровне?

        p, blockquote 34,0,0,0,0 –>

        Можно предоставлять разный тип сервиса, например, кадры из Вай-Фай принимаются с отправкой подтверждения, а в Ethernet отправляются без подтверждения.

        p, blockquote 35,0,0,0,0 –>

        Для того чтобы согласовать разницу адресаций, на сетевом уровне, вводятся глобальные адреса, которые не зависят от адресов конкретных технологий (ARP для TCP/IP) канального уровня.

        p, blockquote 36,0,0,0,0 –>

        Чтобы передавать данные через составные сети, у которых разный размер передаваемого кадра, используется фрагментация. Рассмотрим пример, первый компьютер передает данные второму, через 4 промежуточные сети, объединенные 3-ми маршрутизаторами. У каждой сети разный MTU.

        p, blockquote 37,1,0,0,0 –>

        p, blockquote 38,0,0,0,0 –>

        Компьютер сформировал первый кадр и передал его на маршрутизатор, маршрутизатор проанализировал размер кадра, и понял, что передать полностью его через сеть 2 нельзя, потому что mtu2 у него слишком мал.

        p, blockquote 39,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 40,0,0,0,0 –>

        Маршрутизатор разбивает данные на 3 части и передает их отдельно.

        p, blockquote 41,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 42,0,0,0,0 –>

        Следующий маршрутизатор объединяет данные в один, большой пакет, определяет его размер и сравнивает с mtu сети 3. И видит, что один пакет MTU3 целиком передать нельзя (MTU3 больше, чем MTU2, но меньше, чем MTU1) и маршрутизатор разбивает пакет на 2 части и отправляет следующему маршрутизатору.

        p, blockquote 43,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 44,0,0,0,0 –>

        Последний маршрутизатор объединяет пакет и отправляет получателю целиком. Фрагментация занимается объединением сетей и это скрыто от отправителя и получателя.

        p, blockquote 45,0,0,0,0 –>

        Как решается проблема масштабируемости на сетевом уровне?

        Работа ведется не с отдельными адресами, как на канальном уровне, а с блоками адресов. Пакеты, для которых не известен путь следования отбрасываются, а не пересылаются обратно на все порты. И существенное отличие от канального, возможность нескольких соединений между устройствами сетевого уровня и все эти соединения будут активными.

        p, blockquote 46,0,0,0,0 –>

        Задачи сетевого уровня:

        • Объединить сети, построенные разными технологиями;
        • Обеспечить качественное обслуживание;
        • Маршрутизация, поиск пути от отправителя информации к получателю, через промежуточные узлы сети.

        Маршрутизация

        Поиск пути отправки пакета между сетями через транзитные узлы – маршрутизаторы. Рассмотрим пример выполнения маршрутизации. Схема состоит из 5 маршрутизаторов и двух компьютеров. Как могут передаваться данные от одного компьютера к другому?

        p, blockquote 47,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 48,0,0,0,0 –>

        В следующий раз данные могут быть отправлены другим путем.

        p, blockquote 49,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 50,0,0,0,0 –>

        В случае поломки одного из маршрутизатора, ничего страшного не произойдет, можно найти путь в обход сломанного маршрутизатора.

        p, blockquote 51,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 52,0,0,0,0 –>

        Протоколы, применяемые на этом этапе: интернет протокол IP; IPX, необходимый для маршрутизации пакетов в сетях и др.

        p, blockquote 53,0,0,0,0 –>

        Транспортный уровень (TRANSPORT)

        Есть следующая задача, на компьютер, который соединен с составной сетью приходит пакет, на компьютере работает много сетевых приложений (веб-браузер, скайп, почта), нам необходимо понять какому приложению нужно передать этот пакет. Взаимодействием сетевых приложений занимается транспортный уровень.

        p, blockquote 54,0,0,0,0 –>

        Задачи транспортного уровня

        Отправка данных между процессами на разных хостах. Обеспечение адресации, нужно знать для какого процесса предназначен тот или другой пакет. Обеспечение надежности передачи информации.

        p, blockquote 55,0,0,1,0 –>

        Модель взаимодействия open system

        Хосты — это устройства где функционируют полезные пользовательские программы и сетевое оборудование, например, коммутаторы, маршрутизаторы.

        p, blockquote 56,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 57,0,0,0,0 –>

        Особенностью транспортного уровня является прямое взаимодействие одного компьютера с транспортным уровнем на другом компьютере, на остальных уровнях взаимодействие идет по звеньям цепи.

        p, blockquote 58,0,0,0,0 –>

        Такой уровень обеспечивает сквозное соединение между двумя взаимодействующими хостами. Данный уровень независим от сети, он позволяет скрыть от разработчиков приложений детали сетевого взаимодействия.

        p, blockquote 59,0,0,0,0 –>

        Для адресации на транспортном уровне используются порты, это числа от 1 до 65 535. Порты записываются вот так: 192.168.1.3:80 (IP адрес и порт).

        p, blockquote 60,0,0,0,0 –>

        Особенности транспортного уровня

        Обеспечение более высокой надежности, в отличии от сети, которая используется для передачи данных. Применяются надежные каналы связи, ошибки в этих КС происходят редко, следовательно, можно строить надежную сеть, которая будет стоить дешево, а ошибки можно исправлять программно на хостах.

        p, blockquote 61,0,0,0,0 –>

        Транспортный уровень гарантирует доставку данных, он использует подтверждение от получателя, если подтверждение не пришло транспортный снова отправляет подтверждение данных. Гарантия следования сообщений.

        p, blockquote 62,0,0,0,0 –>

        Сеансовый уровень (SESSION)

        Сеансовый (сессия) – это набор сетевых взаимодействий, целенаправленных на решение единственной задачи.

        p, blockquote 63,0,0,0,0 –>

        Сейчас сетевое взаимодействие усложнилось и не состоит из простых вопросов и ответов, как было раньше. Например, Вы загружаете веб страничку, чтобы показать в браузере, сначала нужно загрузить сам текст веб страницы (.html), стилевой файл (.css), который описывает элементы оформления веб страницы, загрузка изображений. Таким образом, чтобы выполнить задачу, загрузить веб страницу, необходимо реализовать несколько, отдельных сетевых операций.

        p, blockquote 64,0,0,0,0 –>

        Сеансовый определяет, какая будет передача информации между 2-мя прикладными процессами: полудуплексной (по очередная передача и прием данных); или дуплексной (одновременная передача и прием информации).

        p, blockquote 65,0,0,0,0 –>

        Уровень представления данных (PRESENTATION)

        Функции – представить данные, передаваемых между прикладными процессами, в необходимой форме.

        p, blockquote 66,0,0,0,0 –>

        Для описания этого уровня, используют автоматический перевод в сети с различных языков. Например, Вы набираете номер телефона, говорите на русском, сеть автоматом переводит на французский язык, передает информацию в Испанию, там человек поднимает трубку и слышит Ваш вопрос на испанском языке. Это задача, пока не реализована.

        p, blockquote 67,0,0,0,0 –>

        Для защиты отправляемых данных по сети используется шифрование: secure sockets layer, а также transport layer security, эти технологии позволяют шифровать данные которые отправляются по сети.

        p, blockquote 68,0,0,0,0 –>

        p, blockquote 69,0,0,0,0 –>

        Протоколы прикладного уровня используют TSL/SSL и их можно отличить по букве s в конце. Например, https, ftps и другие. Если в браузере Вы видите, что используется протокол https и замок, это значит, что производится защита данных по сети при помощи шифрования.

        p, blockquote 70,0,0,0,0 –>

        Прикладной уровень (APPLICATION)

        Необходим для взаимодействия между собой сетевых приложений, таких как web, e-mail, skype и тд.

        p, blockquote 71,0,0,0,0 –>

        По сути, представляет собой комплект спецификаций, позволяющих пользователю осуществлять вход на страницы для поиска нужной ему информации. Проще говоря, задачей application является обеспечение доступа к сетевым службам. Содержимое этого уровня очень разнообразно.

        p, blockquote 72,0,0,0,0 –>

        Функции application:

        • Решение задач, отправка файлов; управление заданиями и системой;
        • Определение пользователей по их логину, e-mail адресу, паролям, электронным подписям;
        • Запросы на соединение с иными прикладными процессами;

        Видео о всех уровнях модели OSI

        p, blockquote 73,0,0,0,0 –>

        Заключение

        Анализ проблем с помощью сетевых моделей OSI поможет быстро найти и устранить их. Недаром работа над проектом программы, способной выявить недочеты имея при этом сложное ступенчатое устройство, велась достаточно долго. Данная модель является в действительности эталоном. Ведь в одно время с ней велись работы по созданию других протоколов. Например, TCP/IP. На сегодняшний день, они довольно часто применяются.

        Добавить комментарий

        Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

        Adblock detector