Изучите модель OSI за 5 минут
Получите основы структуры взаимодействия открытых систем (OSI) для концептуализации связи внутри компьютерной системы.
Модель взаимодействия открытых систем (OSI) — это стандарт взаимодействия компьютеров, серверов и людей внутри системы. Это была первая стандартная модель сетевых коммуникаций, принятая в начале 1980-х годов всеми крупными компьютерными и телекоммуникационными компаниями.
Модель OSI предоставляет универсальный язык для описания сетей и рассмотрения их в виде отдельных блоков или уровней.
Уровни модели OSI
Модель описывает семь уровней, через которые компьютерные системы взаимодействуют по сети.
- Прикладной уровень
- Уровень представления
- Сеансовый уровень
- Транспортный уровень
- Сетевой уровень
- Уровень канала передачи данных
- Физический слой
Каждый из этих уровней имеет свой собственный способ работы со своим набором протоколов, которые отличают его от других. В этой статье представлена разбивка слоев один за другим.
Прикладной уровень
Прикладной уровень реализован программно. Это уровень, используемый для взаимодействия с приложениями.
Рассмотрим пример отправки сообщения. Отправитель будет взаимодействовать с уровнем приложения и отправлять сообщение. Уровень приложения отправляет сообщение на следующий уровень модели OSI — уровень представления.
Уровень представления
Данные с уровня приложения передаются на уровень представления. Уровень представления получает данные в виде слов, символов, букв, цифр и т. д. и преобразует их в машинно представимый двоичный формат. Этот процесс известен как перевод.
На этом этапе символы ASCII (американский стандартный код обмена информацией) преобразуются в расширенный двоично-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 обрабатывать данные, пересылаемые 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 этой статьи.
Сеансовый уровень
Сеансовый уровень помогает в настройке соединений и управлении ими. Основная работа этого уровня — установление сеанса. Например, на сайте интернет-магазина между вашим компьютером и сервером сайта создается сеанс.
Сеансовый уровень обеспечивает отправку и получение данных с последующим завершением подключенных сеансов. Аутентификация выполняется до установления сеанса, за которой следует 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 собственным набором протоколов передачи данных. Данные, полученные здесь от сеансового уровня, делятся на более мелкие блоки данных, называемые сегментами. Этот процесс известен как сегментация. Каждый сегмент содержит номера портов источника и назначения, а также порядковый номер. Номера портов идентифицируют приложение, в которое необходимо отправить данные. Обратите внимание, что данные передаются частями. Порядковые номера используются для повторной сборки сегментов в правильном порядке.
Транспортный уровень отвечает за управление потоком или объём данных, передаваемых в данный момент времени. Он также учитывает контроль ошибок, таких как потеря данных, повреждение данных и т. д. Он использует значение 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 назначает IP-адреса отправителя и получателя каждому пакету данных, чтобы гарантировать его получение в правильном месте назначения. Затем сетевой уровень маршрутизирует пакеты данных. Балансировка нагрузки также происходит на сетевом уровне, чтобы исключить перегрузку. Далее данные передаются на канальный уровень.
Уровень канала передачи данных
Уровень канала передачи данных обеспечивает прямую связь с другими устройствами, такими как компьютеры и хосты.
Он получает пакеты данных, содержащие IP-адреса отправителя и получателя, с сетевого уровня и выполняет физическую адресацию, назначая адреса управления доступом к среде передачи (MAC) отправителя и получателя пакету данных для формирования кадр.
Физический слой
Этот уровень состоит из всех аппаратных и механических элементов системы, включая конфигурацию проводов, контактов, адаптеров и т. д. Данные, полученные здесь предыдущими уровнями, имеют форму 0 и 1. Физический уровень преобразует эти данные и передает их на локальный носитель различными способами, включая провода, электрические сигналы, световые сигналы (как в оптоволоконных кабелях) и радиосигналы (как в Wi-Fi).
Обратите внимание, что физический уровень работает на стороне получателя и передает полученный сигнал по каналу передачи данных в виде кадра (путем преобразования его обратно в биты). Кадр перемещается на более высокие уровни, и в конечном итоге необходимые данные поступают на прикладной уровень, которым является программное обеспечение.
Заключение
Модель OSI полезна, когда вам нужно описать сетевую архитектуру или устранить неполадки сети. Надеюсь, эта статья дала вам более четкое представление об элементах этой модели.