Изучите модель OSI за 5 минут

Модель OSI, ознакомьтесь с основами модели Open Systems Interconnection (OSI) для концептуализации связи в компьютерной системе.

Модель Open Systems Interconnection (OSI) — это стандарт того, как компьютеры, серверы и люди общаются внутри системы. Это была первая стандартная модель для сетевых коммуникаций, принятая в начале 1980-х годов всеми крупными компьютерными и телекоммуникационными компаниями.

Модель OSI представляет собой универсальный язык для описания сетей и представления о них в виде отдельных фрагментов, или уровней.

Уровни модели OSI

Модель описывает семь уровней, с помощью которых компьютерные системы обмениваются данными по сети.

• Прикладной уровень
• Уровень представления
• Сеансовый уровень
• Транспортный уровень
• Сетевой уровень
• Канальный уровень
• Физический уровень

Каждый из этих уровней имеет свой собственный способ работы, со своим набором протоколов, которые отличают его от других. В этой статье мы рассмотрим все уровни по отдельности.

Прикладной уровень

Прикладной уровень реализован в программном обеспечении. Это уровень, используемый для взаимодействия с приложениями.

Рассмотрим пример отправки сообщения. Отправитель взаимодействует с прикладным уровнем и отправляет сообщение. Прикладной уровень отправляет сообщение на следующий уровень модели OSI — уровень представления.

Уровень представления

Данные с прикладного уровня передаются на уровень представления. Уровень представления получает данные в виде слов, символов, букв, цифр и так далее и преобразует их в двоичный формат, представляемый машиной. Этот процесс известен как трансляция.

На этом этапе символы ASCII (Американский стандартный код для обмена информацией) преобразуются в расширенный двоично-кодированный десятичный код обмена (EBCDIC). Прежде чем преобразованные данные пойдут дальше, они также подвергаются процессам кодирования и шифрования с использованием протокола SSL для шифрования и дешифрования.

Уровень представления обеспечивает абстракцию и предполагает, что следующие за ним уровни будут заботиться о данных, передаваемых им с этого уровня. Он также играет роль в сжатии данных. Сжатие может быть с потерями или без потерь, в зависимости от различных факторов, выходящих за рамки данной статьи.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень помогает устанавливать и управлять соединениями. Основная работа этого уровня заключается в установлении сеанса. Например, на сайте интернет-магазина создается сеанс между вашим компьютером и сервером сайта.

Сеансовый уровень позволяет отправлять и получать данные, а затем завершать подключенные сеансы. Перед созданием сеанса выполняется аутентификация, а затем авторизация. Как и предыдущие уровни, сеансовый уровень также предполагает, что после завершения его работы данные будут правильно обработаны последующими уровнями.

Транспортный уровень

Транспортный уровень управляет транспортировкой данных и имеет свой собственный набор протоколов для передачи данных. Данные, полученные здесь от сеансового уровня, делятся на более мелкие единицы данных, называемые сегментами. Этот процесс известен как сегментация. Каждый сегмент содержит номера портов источника и получателя, а также порядковый номер. Номера портов определяют приложение, через которое должны быть отправлены данные. Обратите внимание, что данные передаются фрагментами. Порядковые номера используются для сборки сегментов в правильном порядке.

Транспортный уровень заботится об управлении потоком, или о количестве данных, передаваемых в определенный момент времени. Он также обеспечивает контроль ошибок, таких как потеря данных, повреждение данных и так далее. Для этого используется значение для обнаружения ошибок, известное как контрольная сумма. Транспортный уровень добавляет контрольную сумму к каждому сегменту данных, чтобы проверить, правильно ли получены отправленные данные. Затем данные передаются на сетевой уровень.

Сетевой уровень

Сетевой уровень помогает взаимодействовать с другими сетями. Он работает для передачи полученных сегментов данных с одного компьютера на другой, расположенный в другой сети. Маршрутизатор находится на сетевом уровне.

Функция сетевого уровня — логическая адресация (IP-адресация). Он присваивает IP-адреса отправителя и получателя каждому пакету данных, чтобы обеспечить его получение в нужном пункте назначения. Затем сетевой уровень маршрутизирует пакеты данных. На сетевом уровне также происходит распределение нагрузки, чтобы исключить перегрузку. Далее данные передаются на канальный уровень.

Канальный уровень

Канальный уровень обеспечивает прямую связь с другими устройствами, такими как компьютеры и хосты.

Он получает пакеты данных, содержащие IP-адреса отправителя и получателя, от сетевого уровня и выполняет физическую адресацию, назначая адреса управления доступом к среде (MAC) отправителя и получателя пакетам данных для формирования фрейма.

Физический уровень

Этот уровень состоит из всех аппаратных и механических элементов системы, включая конфигурацию проводов, контактов, адаптеров и так далее. Данные, полученные здесь предыдущими уровнями, имеют форму 0 и 1. Физический уровень преобразует эти данные и переносит их на локальные носители с помощью различных средств, включая провода, электрические сигналы, световые сигналы (как в оптоволоконных кабелях) и радиосигналы (как в WiFi).

Обратите внимание, что физический уровень работает на стороне приемника и переносит полученный сигнал на канал передачи данных в виде кадра (преобразуя его обратно в биты). Кадр перемещается на более высокие уровни, и в конечном итоге необходимые данные поступают на прикладной уровень, который представляет собой программное обеспечение.

Модель OSI Заключение

Модель OSI полезна, когда вам нужно описать архитектуру сети или устранить неполадки в сети. Надеюсь, эта статья дала вам более четкое понимание элементов этой модели.