Видове модели на взаимодействие на отворени системи. Основен референтен модел за взаимно свързване на отворени системи

Архитектурата на компютърната мрежа се разбира като описание на нейната общ модел... За да реши проблема с комбинирането на мрежи с различни архитектури, ISO (Международна организация за сертифициране, английски - ISO) е разработила архитектурен модел на отворени системи.

Отворена система- система, която взаимодейства с други системи в съответствие с приетите стандарти.

Референтен модел за взаимно свързване на отворени системи (OSI -– ОтвориСистемиВзаимна връзка)

Моделът за оперативна съвместимост на отворените системи се състои от седем слоя.

7-мо ниво - прилаган- осигурява поддръжка на процесите на кандидатстване крайни потребители... Това ниво определя обхвата на приложените задачи, изпълнявани в тази компютърна мрежа. Той също така съдържа всички необходими сервизни елементи за потребителски приложения. Някои задачи на мрежовата операционна система могат да бъдат изнесени на ниво приложение.

6-то ниво - Представител- дефинира синтаксиса на данните в модела, т.е. представяне на данни. Той гарантира представянето на данните в кодове и формати, приети в дадената система.

5-то ниво - сесия- осъществява установяването и поддържането на комуникационна сесия между двама абонати чрез комуникационна мрежа... Той позволява обмен на данни в режима, определен от приложната програма, или предоставя възможност за избор на режим на обмен. Слоят на сесията поддържа и завършва комуникационната сесия.

Горните три нива са групирани заедно под общо име – процес или процес на кандидатстване. Тези нива определят функционалните характеристики на компютърната мрежа като приложна система.

4-то ниво - транспорт- осигурява интерфейс между процесите и мрежата. Той установява логически канали между процесите и осигурява трансфера на информационни пакети през тези канали, които се обменят между процесите. Логическите канали, установени от транспортния слой, се наричат ​​транспортни канали.

Найлонов плик- група от байтове, предавани от абонатите на мрежата един на друг.

Третият слой - мрежа - определя интерфейса на крайното оборудване на потребителските данни с мрежата за комутиране на пакети. Той също така е отговорен за маршрутизирането на пакети в комуникационна мрежа и за комуникация между мрежите - реализира мрежова работа.

2-ро ниво - канал - ниво връзка за данни - реализира процеса на предаване на информация по информационен канал. Информационният канал е логически канал, той се установява между два компютъра, свързани с физически канал. Връзковият слой осигурява контрол на потока от данни под формата на кадри, в които са пакетирани информационни пакети, открива грешки при предаването и прилага алгоритъм за възстановяване на информация в случай на повреда или загуба на данни.

1-во ниво - физическо - извършва всички необходими процедури в комуникационния канал. Основната му задача е да контролира оборудването за предаване на данни и свързания с него комуникационен канал.

Обработка на съобщения по слоеве на модела OSI

При прехвърляне на информация от процеса на приложение към мрежата, тя се обработва от нивата на модела на взаимодействие на отворените системи. Смисълът на тази обработка е, че всеки слой добавя свой собствен заглавие към информацията за процеса – служебна информация, която е необходима за адресиране на съобщения и за някои контролни функции. В допълнение към заглавката, слоят за връзка за данни добавя и трейлър - последователност от проверка, която се използва за проверка на коректността на приемане на съобщение от комуникационната мрежа.

Физически слойне добавя заглавие. Съобщението, оформено от заглавки и трейлър, отива в комуникационната мрежа и влиза в абонатните компютри на компютърната мрежа. Всеки компютър на абонат, който е получил съобщение, дешифрира адресите и определя дали това съобщение е предназначено за него.

В този случай в абонатния компютър протича обратният процес - четене и изрязване на заглавки по нивата на модела на взаимодействие на отворени системи. Всяко ниво отговаря само на собственото си заглавие. Заглавията на горните нива от долните нива не се възприемат или променят - те са "прозрачни" за по-ниските нива. И така, движейки се през нивата на модела OSI, информацията най-накрая достига до процеса, към който е била адресирана.

Предимства на седемстепенния модел.

Ако интерфейсите са еднозначно дефинирани между нивата, тогава промяната на едно от нивата не води до необходимост от извършване на промени в други нива. По този начин има относителна независимост на нивата едно от друго.

Необходимо е да се направи още една забележка относно прилагането на слоевете на OSI модел в реални компютърни мрежи. Функциите, описани от слоевете на модела, трябва да се реализират или хардуерно, или под формата на програми.

Функциите на физическия слой винаги се изпълняват в хардуер. Това са адаптери, мултиплексори за предаване на данни, мрежови карти и др.

Функциите на останалите нива са реализирани под формата на софтуерни модули - драйвери.

Комуникационен модел за LAN

За да се вземат предвид изискванията на физическата среда за предаване, използвана в LAN, беше направена известна модернизация на седемстепенния модел на взаимодействие на отворени системи за локални мрежи. Връзковият слой беше разделен на две поднива. Поднивото LLC (Logical Link Control) осигурява контрол на логическата връзка, т.е. изпълнява функциите на действителния слой на връзката. Подслоят MAC (Media Access Control) осигурява контрол на достъпа до медиите.

OSI мрежов модел(англ. отворен системи взаимно свързване основен справка модел- основен референтен модел за оперативна съвместимост на отворени системи) - мрежов модел на стека от мрежови протоколи OSI / ISO.

Поради продължителното развитие на OSI протоколите, в момента основният използван стек от протоколи е TCP / IP, той е разработен още преди приемането на OSI модела и извън връзката му с него.

Нива на модела Osi

В литературата най-често се започва описването на слоевете на OSI модела на 7-ия слой, наречен приложен слой, в който потребителските приложения имат достъп до мрежата. Моделът OSI завършва с 1-ви слой - физически, който определя стандартите, изисквани от независимите производители за медиите за предаване на данни:

вид на предавателната среда (меден кабел, оптични влакна, радио и др.),

тип модулация на сигнала,

сигнални нива на логически дискретни състояния (нула и едно).

Всеки протокол на OSI модела трябва да взаимодейства или с протоколите на неговото ниво, или с протоколи, разположени една единица над и/или под неговото ниво. Взаимодействията с протоколи от собствено ниво се наричат ​​хоризонтални, а с нива едно по-високо или по-ниско се наричат ​​вертикални. Всеки протокол от OSI модела може да изпълнява само функциите на своя слой и не може да изпълнява функциите на друг слой, което не се изпълнява в протоколите на алтернативните модели.

Всяко ниво, с известна степен на конвенционалност, има свой операнд - логически неделим елемент от данни, който може да се управлява на отделно ниво в рамките на модела и използваните протоколи: на физическо ниво най-малката единица е бит, на ниво връзка за данни информацията се комбинира в кадри, на мрежово ниво - в пакети (дейтаграми), на транспорт - в сегменти. Всяка част от данни, логично комбинирана за предаване - рамка, пакет, дейтаграма - се счита за съобщение. По принцип съобщенията са операндите на нивата на сесия, презентация и приложение.

Основните мрежови технологии включват физическия слой и слоя за връзка за данни.

Ниво на приложение

Приложен слой (слой на приложението) - горното ниво на модела, което осигурява взаимодействие на потребителските приложения с мрежата:

Позволява на приложенията да консумират мрежови услуги:

• отдалечен достъп до файлове и бази данни,

  препращане електронна поща;

отговаря за предаването на служебна информация;

предоставя на приложенията информация за грешки;

генерира заявки към слоя за презентация.

Приложни протоколи: RDP HTTP (HyperText Протокол за прехвърляне), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), POP3 (Post Office Protocol Version 3), FTP (File Transfer Protocol), XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET и други.

Представително ниво

Представително ниво (ниво на представяне; инж. презентация слой) осигурява преобразуване на протоколи и криптиране / декриптиране на данни. Заявките за приложения, получени от слоя на приложението, се преобразуват във формат за предаване по мрежата на слоя за представяне, а данните, получени от мрежата, се преобразуват във формат на приложението. На това ниво може да се извършва компресия/декомпресия или кодиране/декодиране на данни, както и пренасочване на заявки към друг мрежов ресурс, ако те не могат да бъдат обработени локално.

Слоят за представяне обикновено е междинен протокол за преобразуване на информация от съседни слоеве. Това позволява обмен на приложения на хетерогенни компютърни системи по прозрачен за приложения начин. Слоят за презентация осигурява форматиране и трансформация на код. Форматирането на кода се използва, за да се гарантира, че приложението получава информация за обработка, която има смисъл за него. Ако е необходимо, този слой може да преведе от един формат на данни в друг.

Слоят за представяне се занимава не само с форматите и представянето на данни, но и със структурите от данни, които се използват от програмите. По този начин, слой 6 гарантира, че данните са организирани по време на пренос.

За да разберете как работи това, представете си, че има две системи. Единият използва EBCDIC за представяне на данни, като IBM мейнфрейм, а другият ASCII (използван от повечето други производители на компютри). Ако двете системи трябва да обменят информация, тогава е необходим слой за презентация, който ще извърши преобразуването и ще преведе между двата различни формата.

Друга функция, изпълнявана на ниво презентация, е криптирането на данни, което се използва, когато е необходимо да се защити предаваната информация от получаване от неоторизирани получатели. За да се реши този проблем, процесите и кодовете на ниво презентация трябва да извършват трансформации на данни.

Стандартите на ниво презентация също определят как се представят графиките. За тези цели може да се използва форматът на изображението PICT, който се използва за прехвърляне на QuickDraw графики между програми. Друг формат на представяне е маркираният TIFF файлов формат, който обикновено се използва за растерни изображения с висока разделителна способност. Следващият стандарт на ниво презентация, който може да се използва за графики, е стандартът JPEG.

Има друга група стандарти на ниво презентация, които определят представянето на звук и филм. Това включва интерфейса за електронни музикални инструменти (MIDI) за цифрово представяне на музика, разработен от Cinematography Expert Group, стандарт MPEG.

Протоколи на слоя за представяне: AFP - Apple Fileing Protocol, ICA -Independent Computing Architecture, LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP -NetWare Core Protocol, NDR -Network Data Representation, XDR -eXternal Data Representation, X.25 PAD -Packets Protocol /Discot ...

Ниво на сесия

Ниво на сесия (англ. сесия слой) моделът осигурява поддържането на комуникационната сесия, позволявайки на приложенията да взаимодействат помежду си дълго време... Слоят управлява създаването/прекратяването на сесия, обмена на информация, синхронизирането на задачите, определянето на правото за прехвърляне на данни и поддържането на сесията по време на периоди на неактивност на приложенията.

Протоколи на сесийния слой: ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Протокол за удостоверяване с парола), PPTP, RPC, RTCP , SMPP, SCP (протокол за контрол на сесията), ZIP (протокол за информация за зоната), SDP (директен протокол на сокетите) ..

Транспортен слой

Транспортен слой (англ. транспорт слой) моделът е проектиран да осигури надежден трансфер на данни от подател към получател. В същото време нивото на надеждност може да варира значително. Има много класове протоколи на транспортния слой, вариращи от протоколи, които предоставят само основни транспортни функции (например функции за пренос на данни без потвърждение за получаване) и завършващи с протоколи, които гарантират доставката на множество пакети данни в правилната последователност до местоназначението , мултиплексират множество потоци от данни, осигуряват механизъм за контрол на потока от данни и гарантират валидността на получените данни. Например, UDP е ограничен до наблюдение на целостта на данните в рамките на една дейтаграма и не изключва възможността за загуба на пакет в цели или дублирани пакети, нарушаване на реда, в който се получават пакетите данни; TCP осигурява надеждно непрекъснато предаване на данни, с изключение на загуба на данни или нарушаване на реда на тяхното пристигане или дублиране, може да преразпредели данни, разбивайки големи парчета данни и, обратно, залепвайки фрагментите в един пакет.

Протоколи на транспортния слой: ATP, CUDP, DCCP, FCP, IL, NBF, NCP, RTP, SCTP, SPX, SST, TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Мрежов слой

Мрежов слой (англ. мрежа слой) на модела е предназначен да определи пътя за предаване на данни. Отговаря за преобразуването на логически адреси и имена във физически, определяне на най-кратките маршрути, превключване и маршрутизиране, проследяване на проблеми и "задръствания" в мрежата.

Протоколите на мрежовия слой насочват данните от източник към местоназначение. Устройствата (маршрутизаторите), работещи на това ниво, условно се наричат ​​устройства от трето ниво (според номера на нивото в модела OSI).

Протоколи на мрежовия слой: IP / IPv4 / IPv6 (интернет протокол), IPX, X.25, CLNP (мрежов протокол без връзка), IPsec (сигурност на интернет протокола). Протоколи за маршрутизиране - RIP, OSPF.

Връзков слой

Връзков слой (англ. данни връзка слой) е предназначен да осигури взаимодействието на мрежите на физическия слой и контрол върху грешките, които могат да възникнат. Данните, получени от физическия слой, представени в битове, той пакетира в кадри, проверява ги за целостта и, ако е необходимо, коригира грешки (генерира повторна заявка за повреден кадър) и ги изпраща до мрежовия слой. Връзковият слой може да взаимодейства с един или повече физически слоеве, като контролира и управлява това взаимодействие.

Спецификацията IEEE 802 разделя този слой на два подслоя: MAC (англ. медии достъп контрол) управлява достъпа до споделени физически носители, LLC (инж. контрол на логическата връзка) предоставя услуга на мрежовия слой.

Превключватели, мостове и други устройства работят на това ниво. Тези устройства използват адресиране на слой 2 (по номер на слоя в модела OSI).

Протоколи на Link Layer - ARCnet, ATM Ethernet, Ethernet автоматично превключване (EAPS), IEEE 802.2, IEEE 802.11 безжична LAN, LocalTalk, (MPLS), Протокол от точка до точка (PPP), Протокол от точка до точка през Ethernet ( PPPoE) ), StarLan, Token ring, еднопосочно откриване на връзка (UDLD), x.25.

Физически слой

Физически слой (англ. физически слой) - долното ниво на модела, което определя метода за прехвърляне на данни, представени в двоична форма от едно устройство (компютър) на друго. Те предават електрически или оптични сигнали към кабелен или радиоефир и съответно ги приемат и преобразуват в битове данни в съответствие с методите за кодиране на цифрови сигнали.

Хъбове, сигнални повторители и медийни конвертори също работят на това ниво.

Функциите на физическия слой се изпълняват на всички устройства, свързани към мрежата. От страна на компютъра функциите на физическия слой се изпълняват от мрежовия адаптер или сериен порт... Физическият слой включва физическите, електрическите и механичните интерфейси между две системи. Физическият слой дефинира такива видове медии за предаване на данни като оптични влакна, усукана двойка, коаксиален кабел, сателитен каналпредаване на данни и др. Стандартните типове мрежови интерфейси, свързани с физическия слой са: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, AUI и BNC конектори.

Протоколи на физическия слой: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIARS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET / SDH, 802.11Wi-Fi, Etherloop радио интерфейс, , ITU и ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn / G.9960.

TCP / IP семейство

Семейството TCP / IP има три транспортни протоколи: TCP, напълно съвместим с OSI, осигуряващ проверка на получаването на данни; UDP, съответстващ на транспортния слой само чрез наличието на порт, позволяващ обмен на дейтаграми между приложенията, без да гарантира получаването на данни; и SCTP, предназначени за справяне с някои от недостатъците на TCP, с добавени някои нови функции. (В семейството TCP / IP има още около двеста протокола, най-известният от които е протоколът за услуги ICMP, който се използва вътрешно за поддръжка на работата; останалите също не са транспортни протоколи).

IPX / SPX семейство

В семейството IPX / SPX портовете (наречени сокети или сокети) се появяват в протокола на мрежовия слой IPX, позволявайки обмена на дейтаграми между приложенията (операционната система запазва част от гнездата за себе си). Протоколът SPX, от своя страна, допълва IPX с всички други възможности на транспортния слой в пълно съответствие с OSI.

За адреса на хост IPX използва идентификатор, формиран от четирибайтовия мрежов номер (присвоен от рутерите) и MAC адреса на мрежовия адаптер.

TCP/IP модел (5 слоя)

Слой за приложение (5) (слой на приложението)или приложният слой предоставя услуги, които директно поддържат потребителски приложения като софтуер за прехвърляне на файлове, софтуер за достъп до база данни, средства за електронна поща, услуга за регистрация на сървър. Това ниво контролира всички други нива. Например, ако потребител работи с електронни таблици на Excel и реши да запише работен файл в своята директория на мрежов файлов сървър, тогава слоят на приложението гарантира, че файлът се премества от работния компютър към мрежовото устройство прозрачно за потребителя.

Транспортен слойгарантира, че пакетите се доставят без грешки и загуби, както и в желаната последователност. Тук предаваните данни се разделят на блокове, поставят се в пакети и получените данни се възстановяват от пакетите. Доставката на пакети е възможна както при установяване на връзка ( виртуален канал) или без. Транспортният слой е границата и връзката между горните три, силно специфични за приложението, и долните три, силно специфични за мрежата.

Мрежов (3) слой (Мрежов слой)отговаря за адресирането на пакети и преобразуването на логически имена (логически адреси като IP адреси или IPX адреси) във физически мрежови MAC адреси (и обратно). На същото ниво се решава проблемът с избора на маршрут (път), по който пакетът се доставя до местоназначението му (ако има няколко маршрута в мрежата). На мрежово ниво има такива сложни междинни мрежови устройствакато рутери.

Слой за връзка за данни или слой за връзка за данниотговаря за формирането на пакети (фреймове) от стандарта за даден тип мрежа (Ethernet, Token-Ring, FDDI), включително началните и крайните контролни полета. Той също така контролира достъпа до мрежата, открива грешки при предаване чрез броене на контролни суми и препредава грешни пакети към приемника. Връзковият слой е разделен на два подслоя: горния LLC и долния MAC. В слоя за връзка за данни работят междинни мрежови устройства като комутатори.

Физически (1) слой- това е най-ниското ниво на модела, което отговаря за кодирането на предаваната информация в нивата на сигнала, получени в използваната предавателна среда и обратното декодиране. Той също така дефинира изискванията за конектори, конектори, електрическо съответствие, заземяване, устойчивост на шум и др. На физическо ниво работят мрежови устройства като приемо-предаватели, ретранслатори и хъбове за повторители.

Лекция 3

Въпроси за лекция 2.

1. На какви подсистеми се разделят PSTN?

2. Какви са йерархичните нива на PSTN?

3. Как TMgUS са свързани с TMnUS?

4. Какво представлява индексът ABC в корпоративните мрежи?

3. Какви средства се използват за установяване на връзка в системи с CC?

4. Каква е връзката в мрежата с CC, логическа или физическа?

5. Какви функции изпълнява STP възел при сигнализиране на SS7?

6. Какъв възел на сигналната мрежа е инсталиран, когато каналът OKS #7 обслужва връзката ZUS-TMgUS?

Да се ​​рационализират принципите на взаимодействие между устройствата в мрежите международна организацияСтандартизацията (Organization of Standardization - ISO) предложи референтен модел на комуникация от седем нива, Взаимосвързаност на отворената система (OSI). Моделът OSI стана основа за разработването на стандарти за оперативна съвместимост на системите. Той само дефинира схемата за изпълнение на необходимите задачи, но не дава конкретно описание на тяхното изпълнение. Това се описва от специфични протоколи или правила, разработени за конкретна технология, базирана на модела OSI. OSI слоевеможе да се реализира както в хардуер, така и в софтуер.

Има седем основни слоя на модела OSI (фигура 4.1). Οʜᴎ започва от физическия слой и завършва с приложния слой. Всяко ниво предоставя услуги за по-високо ниво. Седмото ниво служи директно на потребителите.

Ориз. 4.1 Моделът OSI-BOC.

Моделът OSI послужи като основа за стандартизация в мрежовата индустрия. В същото време моделът OSI е добра методологична основа за изследване на мрежовите технологии. Въпреки че са разработени други модели, повечето от доставчиците мрежово оборудванедефинира своите продукти по отношение на референтния модел на OSI.

Референтният модел OSI намалява мрежовата комуникация до седем относително прости подзадачи. Всеки от тях отговаря на своето строго определено ниво на OSI модела. Въпреки това, в Истински животнякои хардуер и софтуер са отговорни за няколко нива наведнъж. Двата най-ниски слоя на модела OSI са внедрени както в хардуера, така и в софтуера. Останалите пет нива са основно софтуерни.

Референтният модел на OSI дефинира целта на всеки слой и правилата за взаимодействието на слоевете (таблица).

Ориз. Нивата на модела VOS и техните основни свойства.

Моделът OSI описва пътя на информацията през мрежова среда от един приложна програмана един компютър към друга програма на друг компютър. В този случай предаваната информация преминава надолу през всички нива на системата. Нивата на различни системи не могат да комуникират директно помежду си. Само физическото ниво може да направи това. Тъй като информацията тече надолу в системата, тя се трансформира във форма, удобна за предаване чрез физически комуникационни канали. За да се посочи дестинацията, към тази преобразувана информация се добавя заглавка на адреса. След като адресатът получи тази информация, тя преминава през всички нива до върха. Докато преминава, информацията се преобразува в оригиналния си вид. Всеки слой на системата трябва да разчита на услугите, предоставяни от съседни слоеве.

Основната идея на модела OSI е, че едни и същи слоеве на различни системи, които не могат да комуникират директно, трябва да работят абсолютно еднакво. Услугата трябва да е еднаква между съответните нива на различните системи. Нарушаването на този принцип може да доведе до факта, че информацията, изпратена от една система в друга, след всички трансформации няма да бъде подобна на оригинала. Данните, преминаващи през нивата, имат специфичен формат. Съобщението обикновено е разделено на заглавна и информационна част. Конкретният формат зависи от функционално предназначениенивото, на което е информацията в даден момент. Например, на ниво мрежа информационен блок се състои от мрежов адрес, последван от данни. Данните на мрежовия слой от своя страна могат да съдържат заглавки на по-високи слоеве - транспорт, сесия, презентация и приложение. И накрая, не всички нива се нуждаят от прикачени заглавия. Някои слоеве просто преобразуват получените физически данни във формат, подходящ за съседни слоеве.

Референтният модел на OSI не дефинира мрежова реализация. Той описва само функциите на всеки слой и общата схема на предаване на данни в мрежата. Той служи като основа за цялостната мрежова стратегия.

Протоколи и интерфейси

За да се опрости проектирането, анализа и прилагането на съобщения между компютрите, тази процедура е разделена на няколко йерархично свързани подзадачи.

При предаване на съобщения и двамата участници в мрежов обмен трябва да спазват много конвенции. Например, те трябва да се споразумеят за нивата и формата на електрическите сигнали, как се определя дължината на съобщенията, да се споразумеят за методите за управление и т.н. Конвенциите трябва да са еднакви за всички нива, от най-ниското ниво на предаване на битове до най-високото ниво който определя интерпретацията на информацията. Такива формализирани правила, които определят последователността и формата на съобщенията на едно ниво, се наричат протоколи.Обикновено се нарича йерархично организиран набор от протоколи стекакомуникационни протоколи.

Протоколите на съседния слой на един възел също взаимодействат един с друг в съответствие с добре дефинирани правила, описващи формата на съобщението. Тези правила обикновено се наричат интерфейс.Интерфейсът дефинира набор от услуги, които по-ниското ниво предоставя на по-високо ниво.

Моделът OSI само описва системни настройкивзаимодействие без докосване персонализирани приложения... Приложенията реализират свои собствени комуникационни модели, като разчитат на системни инструменти.

Едно приложение може да използва системните средства за взаимодействие не само за организиране на диалог с друго приложение, работещо на друга машина, но и за получаване на услуги на една или друга мрежова услуга, например достъп до изтрити файлове, изпращане на поща или отпечатване на споделен принтер.

Да предположим, че приложение прави заявка към слоя на приложението, например до файлова услуга... Въз основа на тази заявка приложният софтуер генерира съобщение стандартен формат͵ в ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ поставя служебна информация (заглавка) и необходимите данни. След това това съобщение се изпраща до слоя за презентация. Презентационният слой добавя своя собствена заглавка към съобщението и предава резултата надолу към слоя на сесията, който добавя своя собствена заглавка и т. н. Накрая съобщението достига до най-ниския физически слой, който го пренася директно през връзките.

Когато съобщение пристигне по мрежата до друга машина, то последователно се придвижва нагоре от ниво на ниво. Всяко ниво анализира, обработва и премахва заглавието на своето ниво, изпълнява съответните функции и предава съобщението на по-високото ниво. По правило между взаимодействащите машини има междинни устройства от различен тип.

Моделът OSI прави разлика между два основни типа протоколи. В протоколи с установяване на връзка(Мрежова услуга, ориентирана към връзка, CONS) Преди да обменят данни, изпращачът и получателят трябва първо да установят връзка и евентуално да изберат протокола, който ще използват. След завършване на диалога те трябва да прекратят връзката.

Втората група протоколи - протоколи без предварително свързване(Мрежова услуга без връзка, CLNS). Такива протоколи също се наричат протоколи за дейтаграми.Подателят просто предава съобщението, когато то е готово. Мрежите използват както тези, така и други протоколи.

OSI моделни слоеве

Концепция и видове. Класификация и характеристики на категорията "Модел на взаимодействие на отворени системи." 2017 г., 2018 г.

Току-що започнахте да работите като мрежов администратор? Не искате да бъдете объркани? Нашата статия ще ви бъде полезна. Чували ли сте как изпитан във времето администратор говори за проблеми с мрежата и споменава някои нива? Някога питали ли са ви на работа кои нива са защитени и работят, ако използвате стара защитна стена? За да разберете основите на информационната сигурност, трябва да разберете принципа на йерархията на модела OSI. Нека се опитаме да видим възможностите на този модел.

Един уважаващ себе си системен администратор трябва да е добре запознат с термините за работа в мрежа

В превод от английски - основно референтен моделвзаимодействие на отворени системи. По-точно, мрежов моделстека мрежови протоколи OSI / ISO. Въведена през 1984 г. като концептуална рамка, която разделя процеса на изпращане на данни в World Wide Web на седем прости стъпки. Не е най-популярният, тъй като разработването на спецификацията на OSI беше забавено. Протоколният стек TCP / IP е по-добър и се счита за използвания масов модел. Въпреки това, имате огромен шанс да срещнете модела OSI на позиции системен администраторили в ИТ сферата.

Създадени са много спецификации и технологии за мрежови устройства. Лесно е да се объркате с такова разнообразие. Това е моделът на взаимодействие на отворени системи, който помага на мрежовите устройства да се разбират взаимно различни методикомуникация. Имайте предвид, че OSI е най-полезен за производителите на софтуер и хардуер, които проектират оперативно съвместими продукти.

Попитайте каква е ползата за вас? Познаването на многостепенния модел ще ви даде възможност да общувате свободно със служители на ИТ компании, да обсъждате мрежови проблемивече няма да бъде потискаща скука. И когато се научите да разбирате на какъв етап е възникнал неуспехът, можете лесно да намерите причините и значително да намалите обхвата на вашата работа.

OSI слоеве

Моделът съдържа седем опростени стъпки:

• Физически.
• канал.
• мрежа.
• Транспорт.
• Сесия.
• Изпълнителна власт.
• Приложено.

Защо разлагането на стъпки улеснява живота? Всяко от нивата съответства на определен етап от изпращане на мрежово съобщение. Всички стъпки са последователни, което означава, че функциите се изпълняват независимо, няма нужда от информация за работата на предишното ниво. Единственият необходим компонент е как се получават данните от предишната стъпка и как информацията се изпраща към следващата стъпка.

Да преминем към директно запознаване с нивата.

Физически слой

основната задачапървият етап е прехвърлянето на битове през физически комуникационни канали. Физическите комуникационни канали са устройства, предназначени да предават и приемат информационни сигнали. Например оптично влакно, коаксиален кабел или усукана двойка. Пратката също може да премине безжична комуникация... Първият етап се характеризира със средата за предаване на данни: анти-смущения, честотна лента, вълнов импеданс... Качествата на електрическите крайни сигнали (вид на кодиране, нива на напрежение и скорост на предаване на сигнала) също се задават и подават на стандартни типовеконектори, контактните връзки са назначени.

Функциите на физическото ниво се изпълняват абсолютно на всяко устройство, свързано към мрежата. Например мрежов адаптер изпълнява тези функции от страна на компютъра. Може би вече сте се сблъсквали с протоколите за първа стъпка: RS-232, DSL и 10Base-T, които определят физическите характеристики на комуникационния канал.

Връзков слой

На втория етап абстрактният адрес на устройството се свързва с физическото устройство и се проверява наличността на предавателната среда. Битовете се оформят в комплекти – рамки. Основната задача на слоя на връзката е да идентифицира и коригира грешките. За правилно предаване преди и след кадъра се вмъкват специализирани битови последователности и се добавя изчислената контролна сума. Когато рамката достигне дестинацията, контролната сума на вече пристигналите данни се изчислява отново, ако съвпада с контролната сума в рамката, рамката се разпознава като правилна. В противен случай се появява грешка, която може да бъде коригирана чрез повторно предаване на информация.

Етапът на канала дава възможност за прехвърляне на информация, благодарение на специалната структура на връзките. По-специално, шини, мостове, комутатори работят чрез протоколите на ниво връзка. Спецификациите на втората стъпка включват Ethernet, Token Ring и PPP. Изпълняват се функциите на каналния етап в компютъра мрежови адаптерии драйвери за тях.

Мрежов слой

В стандартни ситуации функциите на етапа на канала не са достатъчни за висококачествен трансфер на информация. Спецификациите на втората стъпка могат да прехвърлят данни само между възли със същата топология, например дърво. Има нужда от трети етап. Необходимо е да се създаде обединена транспортна системас разклонена структура за няколко мрежи с произволна структура и различаващи се по метода на пренос на данни.

С други думи, третата стъпка обработва интернет протокола и действа като рутер: намира най-добрия път за информация. Рутерът е устройство, което събира данни за структурата на междусистемните връзки и препраща пакети към мрежата на местоназначението (транзитни предавания - хопове). Ако срещнете грешка в IP адреса, това е проблем на мрежово ниво. Протоколите от третия етап са разделени на разделяне на мрежи, маршрутизиране или адрес: ICMP, IPSec, ARP и BGP.

Транспортен слой

За да достигнат данните до приложенията и горните нива на стека, е необходим четвърти етап. Той осигурява необходимата степен на надеждност на предаването на информация. Има пет класа услуги на етапа на транспорта. Тяхната разлика е в спешността, възможността за възстановяване на прекъснатата комуникация, способността за откриване и коригиране на грешки при предаването. Например загуба на пакети или дублиране.

Как да изберем клас транспортни услуги? Когато качеството на комуникационните канали е високо, лека услуга ще бъде адекватен избор. Ако комуникационните канали в самото начало работят несигурно, препоръчително е да се прибегне до разработена услуга, която ще осигури максимални възможностиза намиране и решаване на проблеми (контрол на доставката на данни, изчакване на доставка). Спецификации на етап 4: TCP и UDP стек TCP / IP, SPX стек Novell.

съюз първите четиринива се нарича транспортна подсистема. Той напълно осигурява избраното ниво на качество.

Ниво на сесия

Петият етап помага при регулирането на диалозите. Невъзможно е събеседниците да се прекъсват един друг или да говорят синхронно. Слоят на сесията запомня активната страна в определен момент и синхронизира информацията, координирайки и поддържайки връзките между устройствата. Неговите функции ви позволяват да се върнете към контролна точкапо време на дълга доставка и не започвайте отначало. Също така на петия етап можете да прекратите връзката, когато обменът на информация приключи. Спецификации на ниво сесия: NetBIOS.

Представително ниво

Шестият етап включва трансформиране на данните в универсален разпознаваем формат без промяна на съдържанието. Тъй като в различни устройстваИзползват се различни формати, информацията, обработена на представително ниво, дава възможност на системите да се разбират взаимно, преодоляване на синтактични и кодови различия. Освен това на шестия етап става възможно криптирането и декриптирането на данни, което гарантира секретност. Примери за протоколи: ASCII и MIDI, SSL.

Ниво на приложение

Седмият етап в нашия списък и първият, ако програмата изпраща данни по мрежата. Състои се от набор от спецификации, чрез които потребителят, уеб страници. Например, когато изпращате съобщения по пощата, на ниво приложение се избира удобен протокол. Съставът на спецификациите за седмия етап е много разнообразен. Например SMTP и HTTP, FTP, TFTP или SMB.

Може да чуете някъде за осмото ниво на ISO модела. Официално не съществува, но сред ИТ работниците се появи комичен осми етап. Всичко се дължи на факта, че проблемите могат да възникнат по вина на потребителя, а както знаете, човек е на върха на еволюцията, така че се появи осмото ниво.

След като разгледахте модела OSI, вие успяхте да разберете сложната структура на мрежата и сега разбирате същността на вашата работа. Става доста просто, когато процесът е разбит!

Тема 6.

Напредък в областта компютърна технологияи посоченото постоянно нарастване на скоростта на изчислителните системи цяла линиязадачи, при решаването на които е необходимо да се интегрират заедно изчислителна мощностмного компютри. От друга страна, всички нарастващи нужди обмен на информация v човешкото обществоизискват свързване на отделни компютри, за да се увеличи скоростта на обмена на информация между тях. В тази връзка от 70-те години се появиха и започнаха интензивно да се развиват технологиите за компютърна интеграция. Многокомпютърните системи започнаха да се наричат ​​компютърни мрежи, а интеграционните технологии - мрежови.

Компютърна мрежа – комуникационна система(система за обмен на данни), създадена с физическа връзкадва или повече компютъра, използващи мрежова архитектура. Мрежова архитектурадефинира пълен набор от стандарти за Хардуер, софтуерно и кабелно оборудване в съответствие с проекта за компютърна мрежа.

Целта на създаването на компютърни мрежи е:

· Осигуряване на съвместно използване на хардуерни и софтуерни ресурси на мрежата;

· Осигуряване на споделен достъп до ресурсите за данни.

Например всички участници локална мрежаможе да сподели един общо подрежданепечат - мрежов принтерили например ресурси твърди дисковеедин специализиран компютър - файлов сървър. По същия начин софтуерът може да се споделя. Ако мрежата има специален компютърразпределен за споделяне от участниците в мрежата, се нарича файлов сървър.

Цялото разнообразие от компютърни мрежи може да се класифицира според група характеристики:
1) Териториално разпространение;
2) ведомствена принадлежност;
3) Скорост на предаване на информация;
4) Вид на предавателната среда;
5) Топология;
6) Организация на взаимодействието между компютрите.

По териториално разпространениемрежите могат да бъдат локални, глобални и регионални.

Локалната мрежа(LAN - локално Зона мрежа) - мрежа в рамките на предприятие, институция, една организация.

Регионална мрежа(MAN - Metropolitan Area Network) - мрежа в рамките на град или регион.

Глобална мрежа(WAN - Wide Area Network) - мрежа на територията на държава или група държави.

Срок "корпоративна мрежа"също се използва в литературата за обозначаване на комбинацията от няколко мрежи, всяка от които може да бъде изградена на различни технически, софтуерни и информационни принципи.

Локалните мрежи са мрежи затворен тип, достъпът до тях е разрешен само на ограничен брой потребители, за които работата в такава мрежа е пряко свързана с тях професионални дейности. Глобални мрежиса отворени и фокусирани върху обслужването на всеки потребител.

от ведомствена принадлежностразличавам ведомственаи държавни мрежи... Отделите принадлежат към една организация и се намират на нейна територия. Правителствени мрежи – мрежи, използвани в държавните структури.

По вид на предавателната средамрежите се делят на:

· жичен- използване на кабели: коаксиални, усукана двойка, оптични влакна;

· безжичен- с предаване на информация по радиоканали, в инфрачервения обхват.

Геометрично разположение на възлите и кабелни връзкив локалната компютърна мрежа определя различни мрежови топологии.

Класически топологии (" пръстен" ориз. 15.1, " звезда" ориз. 15.2, " автомобилна гума" ориз. 15.3) са редки в чистата си форма.

В реалната практика се използват голям брой смесени опции, при които различни участъци от мрежата имат една или друга топология:

Между другото, компютрите си взаимодействатмрежите са разделени на равноправнии със специален сървър (йерархични мрежи).

Всички компютри в peer-to-peer мрежа са равни. Всеки в мрежата има достъп до данни, съхранявани на всеки компютър.

Основното предимство на peer-to-peer мрежите е лекотата на инсталиране и работа. Основният недостатък е, че в условията на peer-to-peer мрежи е трудно да се решат проблеми със сигурността на информацията. Следователно този метод за организиране на мрежа се използва за мрежи с малък брой компютри и където въпросът за защита на данните не е критичен.

В йерархична мрежа, при инсталиране на мрежата, един или повече сървъри- компютри, които контролират обмена на данни през мрежата и разпределението на ресурсите. Всеки компютър, който има достъп до услугите на сървъра, се нарича мрежов клиент или работна станция.

Сървърът в йерархични мрежи е постоянно хранилище на споделени ресурси. Самият сървър може да бъде клиент само на сървър на по-високо ниво на йерархията. Сървърите обикновено са високопроизводителни компютри, вероятно с множество процесори, работещи паралелно, твърди дискове с голям капацитет и високоскоростна мрежова карта.

Йерархичният мрежов модел е най-предпочитан, тъй като ви позволява да създадете най-стабилната мрежова структура и по-рационално да разпределите ресурсите. Освен това предимството на йерархичната мрежа е повече високо нивозащита на данни. Недостатъците на йерархичната мрежа в сравнение с peer-to-peer мрежите включват:

1. Необходимостта от допълнителна ОС за сървъра.

2. По-висока сложност на инсталиране и модернизация на мрежата.

3. Необходимостта от заделяне на отделен компютър като сървър

Сървърна технологияразграничаване на мрежи с архитектура файл-сървъри мрежи с архитектура клиент-сървър... Първият модел използва файлов сървър, който е домакин на повечето програми и данни. По желание на потребителя му се изпращат необходимата програма и данни. Обработката на информацията се извършва на работната станция.

В системи с архитектура клиент-сървър обменът на данни се осъществява между клиентското приложение и сървърното приложение. Съхранението и обработката на данните се извършват на адрес мощен сървър, който също така контролира достъпа до ресурси и данни. Работна станцияполучава само резултатите от заявката.

Основните характеристики на мрежите са:

Честотна лента - максималното количество данни, предавани от мрежатаза единица време. Пропускателната способност се измерва в Mbps.

Време за реакция на мрежата- времето, прекарано от софтуера и мрежовите устройства за подготовка за прехвърляне на информация този канал... Времето за реакция на мрежата се измерва в милисекунди.

Модел на взаимодействие с отворени системи.

Основната задача, решавана при създаването на компютърни мрежи, е да се осигури съвместимост на оборудването по отношение на електрическите и механичните характеристики и да се осигури съвместимост на информационната поддръжка (програми и данни) по отношение на системата за кодиране и формата на данните. Решението на този проблем принадлежи към областта на стандартизацията и се основава на т.нар OSI модели(модел на взаимно свързване на отворени системи - Model of Open System Interconnections). Моделът OSI е създаден въз основа на техническите предложения на Международната организация по стандартизация (ISO).

Според OSI модела архитектурата на компютърните мрежи трябва да се разглежда различни нива (общ бройнива - до седем). Прилага се най-горното ниво. На това ниво потребителят взаимодейства с компютърната система. Най-ниското ниво е физическо. Осигурява обмен на сигнали между устройствата. Обменът на данни в комуникационните системи става чрез преместването им от горното ниво на долното, след това транспортирането и накрая обратното възпроизвеждане на компютъра на клиента в резултат на преместването от по-ниско ниво на по-горно.

За да се осигури необходимата съвместимост на всяко от седемте възможни нива на архитектурата на компютърната мрежа, има специални стандарти, наречени протоколи... Те определят характера хардуерно взаимодействиемрежови компоненти ( хардуерни протоколи) и естеството на взаимодействието на програми и данни ( софтуерни протоколи). Физически функциите за поддръжка на протокола се изпълняват от хардуерни устройства ( интерфейси) и софтуер (програми за поддръжка на протоколи). Програмите, които поддържат протоколите, се наричат ​​още протоколи.

Всяко ниво на архитектура е разделено на две части:

Спецификация на услугата;

Спецификация на протокола.

Спецификацията на услугата дефинира какво прави даден слой, а спецификацията на протокола дефинира как го прави и всеки слой може да има повече от един протокол.

Помислете за функциите, изпълнявани от всеки слой софтуер:

1. Физически слойправи връзки с физически канал, така че прекъсване на връзката с канала, управление на канала. Определят се скоростта на предаване и топологията на мрежата.

2. Слой за връзкидобавя помощни знаци към предаваните масиви от данни и контролира коректността на предаваните данни. Тук предаваната информация се разделя на няколко пакета или кадъра. Всеки пакет съдържа адреси на източник и местоназначение и инструменти за откриване на грешки.

3. Мрежов слойопределя маршрута на пренос на информация между мрежите, осигурява обработка на грешки, както и контрол на потока от данни. Основната задача на мрежовия слой е маршрутизирането на данни (прехвърляне на данни между мрежите).

4. Транспортен слойсвързва по-ниски нива(физически, канален, мрежов) с по-горни слоеве, които се изпълняват чрез софтуер... Този слой разделя средствата за формиране на данни в мрежата от средствата за тяхното предаване. Тук информацията се разделя според определена дължина и се посочва адресът на дестинацията.

5. Ниво на сесияуправлява комуникационните сесии между двама взаимодействащи потребители, определя началото и края на комуникационната сесия, времето, продължителността и режима на комуникационната сесия, точките на синхронизация за междинно управление и възстановяване по време на предаване на данни; възстановява връзката след грешки по време на комуникационна сесия без загуба на данни.

6. Представително нивоуправлява представянето на данните във формата, необходима за потребителската програма, извършва компресиране и декомпресиране на данни. Задачата на това ниво е да преобразува данни при предаване на информация във формат, който се използва в информационна система... При получаване на данни това нивопредставянето на данни извършва обратната трансформация.

7. Приложеннивото взаимодейства с приложеното мрежови програми, обслужващи файлове, а също така извършва изчислителна, информационно-извличаща работа, логически трансформации на информация, предаване пощенски съобщенияи т.н. Основната задача на това ниво е да осигури лесен за потребителя интерфейс.

На различни нива обменът се осъществява с различни единици информация: битове, кадри, пакети, съобщения за сесия, потребителски съобщения.

Основните компоненти на мрежата са работни станции, сървъри, предавателна среда (кабели) и мрежов хардуер.

Работни станциисе извикват компютрите в мрежата, в които потребителите на мрежата изпълняват задачи на приложението.

Мрежови сървъриса хардуерни и софтуерни системи, които изпълняват функции за контрол на разпространението мрежови ресурси общ достъп... Сървър може да бъде всеки компютър, свързан към мрежата, който съдържа ресурси, използвани от други устройства в локалната мрежа. Като хардуер на сървъра се използват доста мощни компютри.

Мрежи могат да се създават с всеки от видовете кабели.

1. Усукана двойка (TP- Twisted Pair) е кабел, направен под формата на усукана двойка проводници. Може да бъде екраниран или неекраниран. Екранираният кабел е по-устойчив на електромагнитни смущения. Усукана двойка по най-добрия начинподходящ за малки институции. Недостатъци този кабеле с висок коефициент на затихване на сигнала и висока чувствителност към електромагнитни смущения, следователно максимално разстояниемежду активни устройствав LAN, когато използвате кабел с усукана двойка, трябва да бъде не повече от 100 метра.

2. Коаксиален кабел се състои от един плътен или усукан централен проводник, заобиколен от диелектричен слой. Проводящ слой от алуминиево фолио, метална оплетка или комбинация от тях обгражда диелектрика и едновременно с това служи като щит срещу смущения. Общ изолационен слой образува външната обвивка на кабела.

Коаксиалният кабел може да се използва на два различни системипредаване на данни: без модулация на сигнала и с модулация. В първия случай цифров сигнализползва се във вида, в който идва от компютъра и веднага се предава по кабела до приемната станция. Има един канал за предаване със скорост до 10 Mbit/s и максимален обхват 4000 м. Във втория случай цифровият сигнал се преобразува в аналогов и се изпраща до приемна станция, където отново се преобразува в цифров. Операцията за преобразуване на сигнала се извършва от модема; всяка станция трябва да има собствен модем. Този метод на предаване е многоканален (осигурява предаване по десетки канали, използвайки само един кабел). По този начин можете да прехвърляте звуци, видео сигнали и други данни. Дължината на кабела може да бъде до 50 км.

3. Оптичен кабеле повече нова технологияизползвани в мрежите. Носителят на информация е светлинен лъч, който се модулира от мрежата и приема формата на сигнал. Такава система е имунизирана срещу външни електрически смущения и по този начин е възможно много бързо, секретно и безгрешно предаване на данни със скорост до 200 Gbit/s. Броят на каналите в такива кабели е огромен. Предаването на данни се извършва само в симплексен режим, следователно, за да се организира обмен на данни, устройствата трябва да бъдат свързани по две оптични влакна(на практика оптичният кабел винаги има четен, сдвоен брой влакна). Недостатъците на оптичния кабел включват висока цена, както и сложността на връзката.

4. Радиовълнив микровълновия обхват се използват като среда за предаване в безжични LAN мрежи, или между мостове или шлюзове за комуникация между LAN. В първия случай максималното разстояние между станциите е 200 - 300 m, във втория - това е разстоянието на видимост. Скоростта на трансфер на данни е до 2 Mbps.

Безжичните LAN мрежи се разглеждат обещаваща посокаразработване на лекарства. Предимството им е простота и мобилност. Също така, проблемите, свързани с полагането и инсталирането на кабелни връзки, изчезват - достатъчно е да инсталирате интерфейсни карти на работни станции и мрежата е готова за работа.

Има следните видове мрежово оборудване .

1. Мрежови карти - това са контролери, включени в слотове за разширение дънна платкакомпютър, предназначен да предава сигнали към мрежата и да получава сигнали от мрежата.

2. Терминатори- Това са резистори 50 Ohm, които произвеждат затихване на сигнала в краищата на мрежовия сегмент.

3. Хъбове (Хъб) Са централните устройства кабелна системаили мрежа физическа топология"звезда", която при получаване на пакет на един от своите портове го препраща към всички останали. Резултатът е мрежа с логическа рамкаобщ автобус. Разграничаване на активни и пасивни концентратори. Активните концентратори усилват получените сигнали и ги предават. Пасивните концентратори позволяват на сигнала да преминава, без да го усилва или възстановява.

4. Повторители (Повторител) - мрежови устройства, усилва и преобразува формата на входящия аналогов сигналмрежа на разстояние от друг сегмент. Ретранслаторът работи на електрическо ниво за свързване на два сегмента. Повторителите не разпознават нищо мрежови адресии следователно не може да се използва за намаляване на трафика.

5. Превключватели (Превключете) - софтуерно управлявани централни устройства на кабелната система, които намаляват мрежов трафикпоради факта, че входящият пакет се анализира, за да разбере адреса на неговия получател и съответно се предава само на него.

Използването на превключватели е по-скъпо, но и по-ефективно решение. Превключвателят обикновено е много по-сложно устройство и може да обслужва множество заявки едновременно. Ако по някаква причина желаният порт е в този моментвремето е заето, пакетът се поставя в буферната памет на комутатора, където чака своя ред. Мрежите, изградени с суичове, могат да обхващат няколкостотин машини и да се простират на няколко километра.

6. Рутери (рутер) - стандартни устройствамрежи, работещи на мрежово ниво и позволяващи пренасочване и маршрутизиране на пакети от една мрежа към друга, както и филтриране на излъчвани съобщения.

7. Мостове (Мост) е мрежово устройство, което свързва два отделни сегмента, ограничени от тяхната физическа дължина, и пренася трафик между тях. Мостовете също усилват и преобразуват сигнали за други типове кабели. Това ви позволява да се разширите максимален размермрежа, без да се нарушават ограниченията за максималната дължина на кабела, броя на свързаните устройства или броя на повторителите на мрежов сегмент.

8. Шлюзове (Портал) - софтуерни и хардуерни системи, които свързват хетерогенни мрежи или мрежови устройства. Шлюзовете ви позволяват да решите проблема с разликите в протоколите или системите за адресиране. Те действат на сесия, представител и нива на приложение OSI модели.

9. МултиплексориТова са централни офисни устройства, които поддържат няколкостотин цифрови абонатни линии... Мултиплексорите изпращат и получават абонатни данни през телефонни линиичрез концентриране на целия трафик в един високоскоростен канал за предаване към интернет или фирмена мрежа.

10. Защитни стени (защитни стени, защитни стени)- това са мрежови устройства, които осъществяват контрол върху информацията, влизаща и излизаща от локалната мрежа и осигуряващи защитата на локалната мрежа чрез филтриране на информация. Повечето защитни стени са изградени върху класически моделиконтрол на достъпа, според който на субект (потребител, програма, процес или мрежов пакет) се разрешава или отказва достъп до обект (файл или мрежов възел) при представяне на някакъв уникален елемент, присъщ само на този субект. В повечето случаи този елемент е парола. В други случаи такъв уникален елемент са микропроцесорни карти, биометрични характеристики на потребителя и др. мрежов пакеттакъв елемент са адреси или флагове в заглавката на пакета, както и някои други параметри.

По този начин защитната стена е софтуерна и/или хардуерна бариера между две мрежи, позволяваща да се установяват само разрешени връзки. обикновено защитни стенизащита на интернет връзката корпоративна мрежаот външно проникване и изключва възможността за достъп до поверителна информация.