Om nieuwe (en upgrade van oude) computernetwerken te creëren en tegelijkertijd compatibiliteits- en interactieproblemen tussen verschillende netwerkapparaten te voorkomen, zijn speciale standaarden ontwikkeld - netwerkmodellen. Er zijn verschillende netwerkmodellen, maar de meest voorkomende en algemeen erkende zijn: het OSI-netwerkmodel en. Deze modellen zijn gebaseerd op het principe van het opdelen van het netwerk in lagen.

OSI-referentiemodel

De begindagen van LAN-, MAN- en WAN-netwerken waren in veel opzichten chaotisch. In het begin van de jaren tachtig nam de omvang van netwerken en hun aantal dramatisch toe. Toen bedrijven zich realiseerden dat ze geld konden besparen en hun efficiëntie konden verhogen door netwerktechnologieën te gebruiken, creëerden ze nieuwe netwerken en breidden ze bestaande uit zo snel als nieuwe netwerktechnologieën en nieuwe apparatuur verschenen.

Halverwege de jaren tachtig begonnen deze zelfde bedrijven echter moeilijkheden te ondervinden bij het uitbreiden van bestaande netwerken. Netwerken die verschillende specificaties gebruikten en op verschillende manieren werden geïmplementeerd, vonden het steeds moeilijker om met elkaar te communiceren. Bedrijven in deze situatie waren de eersten die zich realiseerden dat ze moesten afstappen van het gebruik van gebrandmerkt (eigendom) netwerk systemen.

Om het probleem van netwerkincompatibiliteit en onvermogen om met elkaar te communiceren aan te pakken, heeft de International Organization for Standardization (ISO) verschillende netwerkschema's ontwikkeld, zoals DECnet, Systems Network Architecture (SNA) en de TCP/IP. Het doel van het maken van dergelijke schema's was om een ​​aantal gemeenschappelijke netwerkregels voor alle gebruikers te ontwikkelen. Als resultaat van dit onderzoek heeft ISO een netwerkmodel ontwikkeld dat fabrikanten van apparatuur heeft geholpen bij het bouwen van netwerken die compatibel zijn met elkaar en met succes samenwerken. Het proces van het onderverdelen van een complexe taak van netwerkcommunicatie in afzonderlijke kleinere taken kan worden vergeleken met het proces van het in elkaar zetten van een auto.
Het proces van het ontwerpen, vervaardigen van onderdelen en het assembleren van een auto, als geheel beschouwd, is zeer complex. Het is onwaarschijnlijk dat er een specialist zou zijn die alle vereiste taken bij het monteren van een auto zou kunnen oplossen: een auto samenstellen uit willekeurig geselecteerde onderdelen of, laten we zeggen,
bij de vervaardiging van het eindproduct rechtstreeks uit ijzererts. Om deze reden zijn ontwerpingenieurs betrokken bij het ontwerp van een auto, ontwerpen gieterijingenieurs matrijzen voor het gieten van onderdelen, en assemblage-ingenieurs en technici assembleren componenten en een auto uit afgewerkte onderdelen.

OSI-referentiemodel (OSI-referentiemodel), gepubliceerd in 1984, was een beschrijvend schema gemaakt door ISO. Dit referentiemodel voorzag fabrikanten van apparatuur van een reeks normen die zorgden voor meer interoperabiliteit en interoperabiliteit tussen verschillende netwerktechnologieën en apparatuur die door tal van bedrijven over de hele wereld wordt vervaardigd.
Het OSI-referentiemodel is het primaire model dat wordt gebruikt als:
basisprincipes voor netwerkcommunicatie.
Hoewel er andere modellen bestaan, vertrouwen de meeste hardware- en softwarefabrikanten op het OSI-referentiemodel, vooral wanneer ze gebruikers willen informeren over hun producten. Het OSI-referentiemodel wordt momenteel beschouwd als het best beschikbare hulpmiddel om gebruikers te leren hoe netwerken werken en hoe gegevens via een netwerk kunnen worden verzonden en ontvangen.

Het OSI-referentiemodel definieert de netwerkfuncties die door elk van zijn lagen worden uitgevoerd. Wat nog belangrijker is, het is de basis om te begrijpen hoe informatie over het netwerk wordt verzonden. Daarnaast beschrijft het OSI-model hoe informatie of datapakketten van softwareapplicaties (zoals spreadsheets of tekstverwerkers) over een netwerkmedium (zoals kabels) naar andere softwareapplicaties die op een andere computer op dat netwerk draaien, gaan, zelfs als de afzender en ontvanger gebruiken verschillende soorten transmissiemedia.

Lagen van het OSI-netwerkmodel (ook wel het OSI-referentiemodel genoemd)

Het OSI-netwerkmodel bevat zeven genummerde lagen, die elk hun eigen specifieke functies in het netwerk vervullen.

• Niveau 7- toepassingslaag.
• Niveau 6- niveau van gegevenspresentatie.
• Niveau 5- sessie niveau.
• Niveau 4- transport laag.
• Niveau 3- netwerklaag.
• Level 2- kanaalniveau.
• Niveau 1- fysiek niveau.

Lagendiagram van het OSI-netwerkmodel

Deze verdeling van de functies die door het netwerk worden uitgevoerd, wordt tiering genoemd. Het opdelen van het netwerk in zeven lagen biedt de volgende voordelen:

• het netwerkcommunicatieproces is onderverdeeld in kleinere en eenvoudigere stappen;
• netwerkcomponenten zijn gestandaardiseerd, waardoor apparatuur van verschillende fabrikanten in het netwerk kan worden gebruikt en ondersteund;
• de verdeling van het gegevensuitwisselingsproces in lagen maakt communicatie tussen verschillende soorten hardware en software mogelijk;
• veranderingen op één niveau hebben geen invloed op het functioneren van andere niveaus, waardoor u snel nieuwe software- en hardwareproducten kunt ontwikkelen;
• netwerkcommunicatie wordt opgesplitst in kleinere componenten, waardoor ze gemakkelijker te begrijpen zijn.

Lagen van het OSI-netwerkmodel en hun functies

Om datapakketten over het netwerk van de zender naar de ontvanger over te dragen, moet elke laag van het OSI-model zijn eigen set functies uitvoeren. Deze functies worden hieronder beschreven.

Laag 7: Applicatielaag

Toepassingslaag staat het dichtst bij de gebruiker en levert diensten aan hun applicaties. Het verschilt van andere lagen doordat het geen diensten levert aan andere lagen; in plaats daarvan levert het alleen diensten aan toepassingen die buiten het bereik van het OSI-referentiemodel vallen. Voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn spreadsheets (bijv. Excel) of tekstverwerkers (bijv. Word). De applicatielaag bepaalt de beschikbaarheid van communicatiesessiepartners voor elkaar, synchroniseert ook de communicatie en maakt afspraken over dataherstelprocedures in geval van fouten en data-integriteitscontroleprocedures. Voorbeelden van laag 7-toepassingen zijn protocollen telnet En HTTP.

Laag 6: Presentatielaag

Een taak presentatie laag is dat de applicatielaaginformatie die door het ene systeem (zender) wordt verzonden, kan worden gelezen door de applicatielaag van een ander systeem (ontvanger). Indien nodig zet de presentatielaag de data om naar een van de vele bestaande formaten die door beide systemen worden ondersteund. Een andere belangrijke taak van deze laag is het versleutelen en ontsleutelen van data. Typische grafische standaarden van niveau 6 zijn PICT, TIFF en JPEG. Voorbeelden van standaarden van het zesde niveau van het referentiemodel, die het formaat voor de presentatie van audio en video beschrijven, zijn de MIDI- en MPEG-standaarden.

Laag 5: sessielaag

Zoals de naam van dit niveau al aangeeft, sessielaag brengt een communicatiesessie tussen twee werkstations tot stand, beheert deze en verbreekt deze. De sessielaag levert zijn diensten aan de presentatielaag. Het synchroniseert ook de dialoog tussen de presentatielagen van de twee systemen en beheert de uitwisseling van gegevens. Naast zijn belangrijkste permanente controlefunctie, zorgt de sessielaag voor een efficiënte gegevensoverdracht, de vereiste serviceklasse en de verspreiding van noodberichten over de aanwezigheid van problemen op de sessielaag, gegevenspresentatielaag of applicatielaag. Voorbeelden van Layer 5-protocollen zijn het Network File System (NFS), het X-Window System en het AppleTalk Session Protocol (ASP).

Laag 4: transportlaag

Transport laag segmenteert de gegevens van het zendstation en voegt ze opnieuw samen tot één geheel aan de ontvangende kant. De grens tussen de transportlaag en de sessielaag kan worden gezien als de grens tussen applicatieprotocollen en communicatieprotocollen. Terwijl de applicatie-, presentatie- en sessielagen zich bezighouden met de communicatieaspecten die verband houden met de werking van applicaties, behandelen de onderste vier lagen het transport van gegevens over het netwerk. De transportlaag probeert de gegevensoverdrachtservice zo te bieden dat de details van het gegevensoverdrachtproces verborgen blijven voor de bovenste lagen. Met name de taak van de transportlaag is om de betrouwbaarheid van de gegevensoverdracht tussen twee werkstations te waarborgen.
Bij het leveren van een communicatiedienst brengt de transportlaag waar nodig virtuele circuits tot stand, onderhoudt en beëindigt deze. Transmissiefoutdetectie en informatiestroomcontrole worden gebruikt om de betrouwbaarheid van de transportdienst te waarborgen. Voorbeelden van Layer 4-protocollen zijn Transmission Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP) en Sequenced Packet Exchange (SPX).

Laag 3: netwerklaag

Netwerklaag is een complexe laag die zorgt voor routeselectie en onderlinge verbinding van twee werkstations die zich in geografisch ver verwijderde netwerken kunnen bevinden. Daarnaast houdt de netwerklaag zich bezig met logische adresseringsproblemen. Voorbeelden van laag 3-protocollen zijn het Internet Protocol (IP), het Internetwork Packet Exchange (IPX)-protocol en het AppleTalk-protocol.

Laag 2: linklaag

Linklaag (datalinklaag) biedt betrouwbare gegevensoverdracht via een fysiek kanaal. In dit geval lost de linklaag de problemen op van fysieke (in tegenstelling tot logische) adressering, analyse van netwerktopologie, netwerktoegang, foutmelding, levering van geordende frames en flow control.

Laag 1: fysieke laag

Fysieke laag (fysieke laag) definieert elektrische, procedurele en functionele specificaties voor het inschakelen, onderhouden en deactiveren van fysieke verbindingen tussen eindsystemen. De specificaties van de fysieke laag definiëren spanningsniveaus, timing van spanningsveranderingen, fysieke gegevenssnelheid, maximale transmissieafstand, fysieke verbindingen en andere vergelijkbare parameters.

PS Het OSI-netwerkmodel wordt niet voor niets beschouwd als het referentiemodel, want. stelt u in staat om verschillende netwerktechnologieën te standaardiseren, zorgt voor de interactie van netwerkapparaten en applicaties van verschillende niveaus. Een duidelijk begrip van de indeling in niveaus geeft een compleet beeld van de organisatie van computernetwerken. Als er nu iets onduidelijk is, moet je dit gat nu opvullen, want. het leren van meer complexe dingen zal erg moeilijk zijn.
In de praktijk wordt een eenvoudigere gebruikt, die 4 niveaus heeft.

Absoluut beter om met theorie te beginnen en dan, soepel, door te gaan naar de praktijk. Daarom zullen we eerst het netwerkmodel (theoretisch model) beschouwen, en dan zullen we een beetje het gordijn openen over hoe het theoretische netwerkmodel past in de netwerkinfrastructuur (op netwerkapparatuur, gebruikerscomputers, kabels, radiogolven, enz.).

Dus, netwerkmodel is een interactiemodel van netwerkprotocollen. En protocollen zijn op hun beurt standaarden die bepalen hoe verschillende programma's gegevens uitwisselen.

Laat me het uitleggen aan de hand van een voorbeeld: bij het openen van een pagina op internet stuurt de server (waar de pagina die wordt geopend zich bevindt) gegevens (hypertekstdocument) naar uw browser via het HTTP-protocol. Dankzij het HTTP-protocol weet uw browser bij het ontvangen van gegevens van de server hoe deze moeten worden verwerkt en verwerkt deze met succes, zodat u de gevraagde pagina krijgt.

Als je nog niet weet wat een pagina op internet is, dan zal ik het in een notendop uitleggen: elke tekst op een webpagina is ingesloten in speciale tags die de browser vertellen welke tekstgrootte, de kleur, de locatie op het pagina (links, rechts of in het midden). Dit geldt niet alleen voor tekst, maar ook voor afbeeldingen, formulieren, actieve elementen en in het algemeen alle inhoud, d.w.z. wat er op de pagina staat. De browser handelt bij het detecteren van tags volgens hun instructies en toont u de verwerkte gegevens die in deze tags zijn ingesloten. U kunt zelf de tags van deze pagina zien (en deze tekst tussen de tags), ga hiervoor naar het menu van uw browser en selecteer - bekijk broncode.

Laten we niet te veel afdwalen, "Netwerkmodel" is een noodzakelijk onderwerp voor degenen die specialist willen worden. Dit artikel bestaat uit 3 delen en voor jou heb ik geprobeerd om niet saai, begrijpelijk en kort te schrijven. Voor meer details of voor aanvullende verduidelijking, schrijf in de opmerkingen onderaan de pagina, en ik zal je zeker helpen.

We zullen, net als in de Cisco Networking Academy, twee netwerkmodellen overwegen: het OSI-model en het TCP / IP-model (ook wel DOD genoemd), en tegelijkertijd zullen we ze vergelijken.

OSI staat voor Open Systeem Interconnectie. In het Russisch klinkt het als volgt: Netwerkmodel van interactie met open systemen (referentiemodel). Dit model mag gerust de standaard genoemd worden. Dit model wordt gevolgd door fabrikanten van netwerkapparatuur wanneer zij nieuwe producten ontwikkelen.

Het OSI-netwerkmodel bestaat uit 7 lagen en het is gebruikelijk om van onderaf te beginnen.

Laten we ze opsommen:

• 7. Applicatielaag (applicatielaag)
• 6. Presentatielaag of presentatielaag
• 5. Sessielaag (sessielaag)
• 4. Transportlaag
• 3. Netwerklaag (netwerklaag)
• 2. Linklaag (datalinklaag)
• 1. Fysieke laag (fysieke laag)

Zoals hierboven vermeld, is het netwerkmodel een model voor de interactie van netwerkprotocollen (standaarden), en elk niveau heeft zijn eigen protocollen. Het is een saai proces om ze op te sommen (en er is niets aan te doen), dus het is beter om alles met een voorbeeld te analyseren, omdat de verteerbaarheid van het materiaal met voorbeelden veel hoger is;)

Toepassingslaag

De applicatielaag of applicatielaag is de bovenste laag van het model. Het communiceert gebruikerstoepassingen met het netwerk. Deze toepassingen kennen we allemaal: surfen op het web (HTTP), mail versturen en ontvangen (SMTP, POP3), bestanden ontvangen en ontvangen (FTP, TFTP), toegang op afstand (Telnet), enz.

Uitvoerend niveau

Presentatielaag of presentatielaag - het zet de gegevens om in het juiste formaat. Het is gemakkelijker te begrijpen met een voorbeeld: die afbeeldingen (alle afbeeldingen) die u op het scherm ziet, worden verzonden wanneer u een bestand verzendt in de vorm van kleine porties van enen en nullen (bits). Dus wanneer u een foto naar uw vriend e-mailt, stuurt het SMTP Application Layer-protocol de foto naar de onderste laag, d.w.z. tot op presentatieniveau. Waarbij je foto wordt omgezet in een handige vorm van data voor lagere niveaus, bijvoorbeeld in bits (enen en nullen).

Op precies dezelfde manier, wanneer uw vriend uw foto begint te ontvangen, ontvangt hij deze in de vorm van allemaal dezelfde enen en nullen, en het is de weergavelaag die de bits omzet in een volwaardige foto, zoals JPEG.

Zo werkt dit niveau met protocollen (standaarden) voor afbeeldingen (JPEG, GIF, PNG, TIFF), encodings (ASCII, EBDIC), muziek en video (MPEG), etc.

sessielaag

Sessielaag of sessielaag (sessielaag) - zoals de naam al aangeeft, organiseert het een communicatiesessie tussen computers. Een goed voorbeeld is audio- en videoconferentie, op dit niveau wordt ingesteld welke codec het signaal zal coderen, en deze codec moet op beide machines aanwezig zijn. Een ander voorbeeld is het SMPP-protocol (Short message peer-to-peer protocol), met behulp waarvan bekende SMS- en USSD-verzoeken worden verzonden. En het laatste voorbeeld: PAP (Password Authentication Protocol) is een oud protocol om een ​​gebruikersnaam en wachtwoord zonder encryptie naar een server te sturen.

Ik zal niets meer zeggen over het sessieniveau, anders duiken we in de saaie kenmerken van de protocollen. En als ze (functies) je interesseren, schrijf me dan brieven of laat een bericht achter in de comments met een verzoek om het onderwerp in meer detail te onthullen, en een nieuw artikel zal niet lang duren;)

transport laag

De transportlaag (transportlaag) - deze laag zorgt voor de betrouwbaarheid van de gegevensoverdracht van de afzender naar de ontvanger. In feite is alles heel eenvoudig, je communiceert bijvoorbeeld via een webcam met je vriend of leraar. Is er behoefte aan een betrouwbare levering van elk bit van het verzonden beeld? Natuurlijk niet, als er een paar bits verloren gaan van de streaming video, merk je het niet eens, zelfs het beeld zal niet veranderen (misschien verandert de kleur van één pixel op 900.000 pixels, die flitst met een snelheid van 24 beelden per seconde).

En laten we nu een voorbeeld geven: een vriend stuurt je (bijvoorbeeld via mail) belangrijke informatie of een programma in het archief. Dit archief download je naar je computer. Hier is 100% betrouwbaarheid nodig, want. als er een paar bits verloren gaan bij het downloaden van het archief, kunt u het later niet uitpakken, d.w.z. de benodigde gegevens extraheren. Of stel je voor dat je een wachtwoord naar een server stuurt, en onderweg gaat er een bit verloren - het wachtwoord zal zijn vorm al verliezen en de waarde zal veranderen.

Dus wanneer we video's op internet bekijken, zien we soms wat artefacten, vertragingen, ruis, enz. En als we tekst van een webpagina lezen, is het verlies (of vervormen) van letters niet toegestaan, en als we programma's downloaden, gaat ook alles foutloos.

Op dit niveau zal ik twee protocollen belichten: UDP en TCP. Het UDP-protocol (User Datagram Protocol) verzendt gegevens zonder een verbinding tot stand te brengen, bevestigt de levering van gegevens niet en probeert het niet opnieuw. Het TCP-protocol (Transmission Control Protocol), dat een verbinding tot stand brengt vóór verzending, bevestigt de levering van gegevens, herhaalt zich indien nodig, garandeert de integriteit en de juiste volgorde van de gedownloade gegevens.

Daarom gebruiken we voor muziek, video, videoconferenties en oproepen UDP (we dragen gegevens over zonder verificatie en zonder vertraging), en voor tekst, programma's, wachtwoorden, archieven, enz. – TCP (gegevensoverdracht met ontvangstbevestiging, kost meer tijd).

netwerklaag

Netwerklaag - Deze laag definieert het pad waarover de gegevens worden verzonden. En trouwens, dit is het derde niveau van het OSI-netwerkmodel, en er zijn apparaten die gewoon apparaten van het derde niveau worden genoemd - routers.

We hebben allemaal gehoord van het IP-adres, en dat is wat IP (Internet Protocol) doet. Een IP-adres is een logisch adres op een netwerk.

Er zijn nogal wat protocollen op dit niveau en we zullen al deze protocollen later in aparte artikelen en voorbeelden in meer detail analyseren. Voor nu zal ik slechts een paar van de populaire opsommen.

Zoals iedereen heeft gehoord over het IP-adres en het ping-commando, is dit hoe het ICMP-protocol werkt.

Dezelfde routers (waar we in de toekomst mee gaan werken) gebruiken protocollen van dit niveau voor het routeren van pakketten (RIP, EIGRP, OSPF).

Link laag

De linklaag (datalinklaag) - die hebben we nodig voor de interactie van netwerken op fysiek niveau. Waarschijnlijk heeft iedereen wel eens van het MAC-adres gehoord, hier is het het fysieke adres. Apparaten met een verbindingslaag - switches, hubs, enz.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Institute of Electrical and Electronics Engineers) definieert de verbindingslaag als twee sublagen: LLC en MAC.

LLC - Logical Link Control, ontworpen om te communiceren met het bovenste niveau.

MAC - Media Access Control, ontworpen om te communiceren met het lagere niveau.

Laat me het uitleggen aan de hand van een voorbeeld: uw computer (laptop, communicator) heeft een netwerkkaart (of een andere adapter), dus er is een stuurprogramma om ermee te communiceren (met een kaart). Bestuurder is wat programma- het bovenste subniveau van het kanaalniveau, waardoor het net mogelijk is om te communiceren met de lagere niveaus, of liever met de microprocessor ( ijzer) is het onderste subniveau van de linklaag.

Er zijn veel typische vertegenwoordigers op dit niveau. PPP (Point-to-Point) is een protocol om twee computers rechtstreeks met elkaar te verbinden. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - de standaard verzendt gegevens over een afstand tot 200 kilometer. CDP (Cisco Discovery Protocol) is een eigen (eigen) protocol van Cisco Systems, waarmee u aangrenzende apparaten kunt ontdekken en informatie over deze apparaten kunt krijgen.

Fysieke laag

De fysieke laag (fysieke laag) is de onderste laag die de datastroom direct overdraagt. Protocollen zijn ons allemaal bekend: Bluetooth, IRDA (infrarood), koperdraden (twisted pair, telefoonlijn), wifi, enz.

Conclusie

Dus hebben we het OSI-netwerkmodel geanalyseerd. Laten we in het volgende deel beginnen met het TCP / IP-netwerkmodel, het is kleiner en de protocollen zijn hetzelfde. Om de CCNA-tests met succes te doorstaan, moet u verschillen vergelijken en identificeren, wat zal worden gedaan.

Net begonnen als netwerkbeheerder? Wil je niet verward worden? Ons artikel zal je helpen. Heb je een beproefde beheerder horen praten over netwerkproblemen en enkele niveaus horen noemen? Is u ooit op het werk gevraagd welke niveaus worden beschermd en werken als u een oude firewall gebruikt? Om de basisprincipes van informatiebeveiliging te begrijpen, moet u het principe van de hiërarchie van het OSI-model begrijpen. Laten we proberen de mogelijkheden van dit model te bekijken.

Een zichzelf respecterende systeembeheerder moet goed thuis zijn in netwerktermen

Vertaald uit het Engels - het basisreferentiemodel voor de interactie van open systemen. Om precies te zijn, het netwerkmodel van de OSI/ISO-netwerkprotocolstack. Geïntroduceerd in 1984 als een conceptueel raamwerk dat het proces van het verzenden van gegevens op het World Wide Web in zeven eenvoudige stappen verdeelde. Het is niet de meest populaire, omdat de ontwikkeling van de OSI-specificatie is vertraagd. De TCP/IP-protocolstack is voordeliger en wordt beschouwd als het belangrijkste model dat wordt gebruikt. Wel heb je een enorme kans om het OSI-model tegen te komen in de functie van systeembeheerder of in het IT-vak.

Er zijn veel specificaties en technologieën voor netwerkapparaten gemaakt. Het is gemakkelijk om in de war te raken in zo'n variëteit. Het is het interactiemodel met open systemen dat netwerkapparaten helpt elkaar te begrijpen met behulp van verschillende communicatiemethoden. Merk op dat OSI vooral nuttig is voor software- en hardwarefabrikanten die betrokken zijn bij het ontwerpen van compatibele producten.

Vraag, wat is het nut hiervan voor jou? Als u het multi-levelmodel kent, krijgt u de mogelijkheid om vrijuit te communiceren met werknemers van IT-bedrijven, waardoor het bespreken van netwerkproblemen niet langer een drukkende verveling is. En wanneer u leert begrijpen in welk stadium de storing zich voordeed, kunt u gemakkelijk de oorzaken vinden en het bereik van uw werk aanzienlijk verkleinen.

OSI-niveaus

Het model bevat zeven vereenvoudigde stappen:

• Fysiek.
• Kanaal.
• Netwerk.
• Vervoer.
• sessie.
• Leidinggevend.
• Toegepast.

Waarom ontbinden in stappen het leven gemakkelijker maakt? Elk van de niveaus komt overeen met een bepaalde fase van het verzenden van een netwerkbericht. Alle stappen zijn sequentieel, wat betekent dat de functies onafhankelijk worden uitgevoerd, er is geen behoefte aan informatie over het werk op het vorige niveau. Het enige noodzakelijke onderdeel is hoe de gegevens van de vorige stap worden ontvangen en hoe de informatie naar de volgende stap wordt verzonden.

Laten we verder gaan met de directe kennismaking met de niveaus.

Fysieke laag

De belangrijkste taak van de eerste fase is de overdracht van bits via fysieke communicatiekanalen. Fysieke communicatiekanalen zijn apparaten die zijn ontworpen om informatiesignalen te verzenden en te ontvangen. Bijvoorbeeld glasvezel, coaxkabel of twisted pair. De overdracht kan ook draadloos plaatsvinden. De eerste fase wordt gekenmerkt door het medium voor gegevensoverdracht: bescherming tegen interferentie, bandbreedte, golfimpedantie. De kwaliteiten van elektrische eindsignalen worden ook ingesteld (type codering, spanningsniveaus en signaaloverdrachtssnelheid) en aangesloten op standaardtypen connectoren, contactverbindingen worden toegewezen.

De functies van het fysieke podium worden uitgevoerd op absoluut elk apparaat dat op het netwerk is aangesloten. De netwerkadapter implementeert deze functies bijvoorbeeld vanaf de computerzijde. U bent misschien al de eerste stap-protocollen tegengekomen: RS-232, DSL en 10Base-T, die de fysieke kenmerken van het communicatiekanaal definiëren.

Link laag

In de tweede fase wordt het abstracte adres van het apparaat gekoppeld aan het fysieke apparaat en wordt de beschikbaarheid van het transmissiemedium gecontroleerd. Bits worden gevormd tot sets - frames. De hoofdtaak van de linklaag is het opsporen en corrigeren van fouten. Voor een correcte verzending worden gespecialiseerde bitreeksen voor en na het frame ingevoegd en wordt een berekende controlesom toegevoegd. Wanneer het frame de bestemming bereikt, wordt de controlesom van de reeds aangekomen gegevens opnieuw berekend, als deze overeenkomt met de controlesom in het frame, wordt het frame als correct herkend. Anders treedt er een fout op, die wordt gecorrigeerd door het opnieuw verzenden van informatie.

De kanaaltrap maakt het mogelijk om informatie over te dragen, dankzij een speciale structuur van verbindingen. Bussen, bruggen en schakelaars werken met name via link-layer-protocollen. De specificaties van de tweede stap omvatten: Ethernet, Token Ring en PPP. De functies van de kanaaltrap in de computer worden uitgevoerd door netwerkadapters en stuurprogramma's daarvoor.

netwerklaag

In standaardsituaties zijn de functies van de kanaaltrap niet voldoende voor een hoogwaardige informatieoverdracht. Specificaties van de tweede stap kunnen alleen gegevens overdragen tussen knooppunten met dezelfde topologie, zoals een boom. Er is een derde stap nodig. Het is noodzakelijk om een ​​geïntegreerd transportsysteem te vormen met een vertakte structuur voor meerdere netwerken met een willekeurige structuur en die verschillen in de wijze van gegevensoverdracht.

Anders gezegd, de derde stap behandelt het internetprotocol en fungeert als router: het vinden van het beste pad voor informatie. Router - een apparaat dat gegevens verzamelt over de structuur van onderlinge verbindingen en pakketten verzendt naar het bestemmingsnetwerk (transittransfers - hops). Als je een fout tegenkomt in het IP-adres, dan is dit een probleem dat zich op netwerkniveau heeft voorgedaan. Protocollen van de derde fase zijn onderverdeeld in netwerk-, routering- of adresresolutie: ICMP, IPSec, ARP en BGP.

transport laag

Om ervoor te zorgen dat de gegevens de applicaties en de bovenste niveaus van de stapel bereiken, is een vierde fase nodig. Het zorgt voor de nodige mate van betrouwbaarheid van informatieoverdracht. Er zijn vijf klassen van transportpodiumdiensten. Hun verschil ligt in de urgentie, de haalbaarheid van het herstellen van een onderbroken verbinding, de mogelijkheid om transmissiefouten op te sporen en te corrigeren. Bijvoorbeeld pakketverlies of duplicatie.

Hoe kiest u een transportlegserviceklasse? Wanneer de kwaliteit van de communicatie-vervoersverbindingen hoog is, is een lichte dienst een adequate keuze. Als communicatiekanalen in het begin niet veilig werken, is het raadzaam om gebruik te maken van een ontwikkelde service die maximale mogelijkheden biedt voor het vinden en oplossen van problemen (controle van gegevenslevering, time-outs voor levering). Fase 4 specificaties: TCP en UDP van de TCP/IP-stack, SPX van de Novell-stack.

De combinatie van de eerste vier niveaus wordt het transportsubsysteem genoemd. Het biedt volledig het geselecteerde kwaliteitsniveau.

sessielaag

De vijfde fase helpt bij het reguleren van de dialogen. Het is onmogelijk voor de gesprekspartners om elkaar te onderbreken of synchroon te spreken. De sessielaag onthoudt de actieve partij op een bepaald moment en synchroniseert de informatie, onderhandelt en onderhoudt verbindingen tussen apparaten. Dankzij de functies kunt u tijdens een lange transfer terugkeren naar een controlepunt en niet helemaal opnieuw beginnen. Ook in de vijfde fase kunt u de verbinding beëindigen wanneer de informatie-uitwisseling is voltooid. Specificaties op sessieniveau: NetBIOS.

Uitvoerend niveau

De zesde fase is betrokken bij de transformatie van gegevens in een universeel herkenbaar formaat zonder de inhoud te veranderen. Aangezien verschillende apparaten verschillende formaten gebruiken, stelt informatie die op representatieniveau wordt verwerkt, systemen in staat om elkaar te begrijpen, waardoor syntactische en coderingsverschillen worden overwonnen. Bovendien wordt het in de zesde fase mogelijk om gegevens te coderen en te decoderen, wat voor geheimhouding zorgt. Protocolvoorbeelden: ASCII en MIDI, SSL.

Toepassingslaag

De zevende fase op onze lijst en de eerste als het programma gegevens over het netwerk verzendt. Bestaat uit sets van specificaties waardoor de gebruiker, webpagina's. Bij het versturen van berichten per post wordt bijvoorbeeld op applicatieniveau gekozen voor een handig protocol. De samenstelling van het bestek van de zevende trap is zeer divers. Bijvoorbeeld SMTP en HTTP, FTP, TFTP of SMB.

Je hoort misschien ergens over het achtste niveau van het ISO-model. Officieel bestaat het niet, maar onder IT-ers is er een komische achtste etappe verschenen. Allemaal vanwege het feit dat problemen kunnen ontstaan ​​​​door de fout van de gebruiker, en zoals je weet, staat een persoon aan het toppunt van evolutie, dus het achtste niveau verscheen.

Na het OSI-model te hebben bekeken, heeft u de complexe structuur van het netwerk kunnen begrijpen en begrijpt u nu de essentie van uw werk. Dingen worden vrij eenvoudig wanneer het proces in delen wordt opgesplitst!

Om het gemakkelijker te maken om de werking van alle netwerkapparaten te begrijpen die in het artikel Netwerkapparaten worden genoemd, met betrekking tot de lagen van het OSI-netwerkreferentiemodel, heb ik schematische tekeningen gemaakt met een paar opmerkingen.

Laten we eerst eens kijken naar de lagen van het OSI-referentienetwerkmodel en de gegevensinkapseling.

Bekijk hoe gegevens worden overgedragen tussen twee verbonden computers. Tegelijkertijd zal ik de werking van een netwerkkaart op computers benadrukken, omdat. zij is het die een netwerkapparaat is, en een computer is dat in principe niet. (Alle afbeeldingen zijn klikbaar - klik op de afbeelding om deze te vergroten.)

Een applicatie op PC1 stuurt gegevens naar een andere applicatie op een andere PC2. Vanuit de toplaag (applicatielaag) wordt data van de netwerkkaart naar de linklaag gestuurd. Daarop zet de netwerkkaart frames om in bits en stuurt deze naar het fysieke medium (bijvoorbeeld een twisted pair-kabel). Een signaal arriveert aan de andere kant van de kabel en de PC2-netwerkkaart ontvangt deze signalen, herkent ze in bits en vormt er frames van. De gegevens (opgenomen in frames) worden ontkapseld naar de bovenste laag en wanneer ze de applicatielaag bereiken, ontvangt het juiste programma op PC2 ze.

Herhaler. concentrator.

De repeater en hub werken op dezelfde laag, dus ze worden op dezelfde manier weergegeven met betrekking tot het OSI-netwerkmodel. Voor het gemak van het weergeven van netwerkapparaten, zullen we ze tussen onze computers weergeven.

Repeater- en hubapparaten van het eerste (fysieke) niveau. Ze ontvangen het signaal, herkennen het en sturen het signaal door naar alle actieve poorten.

netwerk brug. Schakelaar.

De netwerkbrug en de switch werken ook op hetzelfde niveau (kanaal) en zijn respectievelijk op dezelfde manier afgebeeld.

Beide apparaten zijn al het tweede niveau, dus naast het herkennen van het signaal (zoals concentrators op het eerste niveau), kapselen ze het (het signaal) in frames. Op het tweede niveau wordt de checksum van de trailer (trailer) van het frame vergeleken. Vervolgens wordt het MAC-adres van de ontvanger uit de frameheader geleerd en wordt de aanwezigheid ervan in de geschakelde tabel gecontroleerd. Als het adres aanwezig is, wordt het frame weer ingekapseld in bits en verzonden (al in de vorm van een signaal) naar de juiste poort. Als het adres niet wordt gevonden, vindt het proces van het zoeken naar dit adres in de aangesloten netwerken plaats.

router.

Zoals u kunt zien, is een router (of router) een laag 3-apparaat. Zo werkt de router ongeveer: Er wordt een signaal ontvangen op de poort en de router herkent het. Het herkende signaal (bits) vormen frames (frames). De checksum in de trailer en het MAC-adres van de ontvanger worden geverifieerd. Als alle controles succesvol zijn, vormen de frames een pakket. Op het derde niveau onderzoekt de router de pakketheader. Het bevat het IP-adres van de bestemming (ontvanger). Op basis van het IP-adres en zijn eigen routeringstabel kiest de router het beste pad voor pakketten om de bestemming te bereiken. Nadat een pad is gekozen, kapselt de router het pakket in in frames en vervolgens in bits en stuurt deze als signalen naar de juiste poort (geselecteerd in de routeringstabel).

Conclusie

Tot slot heb ik alle apparaten in één foto gecombineerd.

Nu heb je genoeg kennis om te bepalen welke apparaten werken en hoe. Als je nog vragen hebt, stel ze dan aan mij en in de nabije toekomst zullen jij of ik of andere gebruikers zeker helpen.

In het artikel van vandaag wil ik teruggaan naar de basis en praten over OSI Open Systems Interconnectie Modellen. Dit materiaal zal nuttig zijn voor beginnende systeembeheerders en iedereen die geïnteresseerd is in het bouwen van computernetwerken.

Alle componenten van het netwerk, van het datatransmissiemedium tot de apparatuur, functioneren en werken met elkaar samen volgens een reeks regels die worden beschreven in de zogenaamde open systemen interactiemodellen.

Interactiemodel voor open systemen OSI(Open System Interconnection) is ontwikkeld door de International Standards Organization ISO (International Standards Organization).

Volgens het OSI-model zijn gegevens die van bron naar bestemming worden verzonden: zeven niveaus . Op elk niveau wordt een specifieke taak uitgevoerd, die uiteindelijk niet alleen de levering van gegevens op de eindbestemming garandeert, maar ook de overdracht ervan onafhankelijk maakt van de daarvoor gebruikte middelen. Zo wordt compatibiliteit bereikt tussen netwerken met verschillende topologieën en netwerkapparatuur.

De opdeling van alle netwerkfaciliteiten in lagen vereenvoudigt de ontwikkeling en het gebruik ervan. Hoe hoger het niveau, hoe moeilijker de taak die het oplost. De eerste drie lagen van het OSI-model ( fysiek, kanaal, netwerk) zijn nauw verbonden met het netwerk en de gebruikte netwerkapparatuur. De laatste drie niveaus sessie, presentatielaag, applicatie) worden geïmplementeerd door middel van het besturingssysteem en applicatieprogramma's. transport laag fungeert als intermediair tussen beide groepen.

Voordat ze over het netwerk worden verzonden, worden de gegevens opgesplitst in: pakketjes , d.w.z. stukjes informatie die op een bepaalde manier zijn georganiseerd zodat ze begrijpelijk zijn voor ontvangende en verzendende apparaten. Bij het verzenden van gegevens wordt het pakket sequentieel verwerkt door middel van alle niveaus van het OSI-model, van de applicatielaag tot de fysieke laag. Op elke laag controleert u de informatie van die laag (genaamd pakketkop ), die nodig is voor een succesvolle overdracht van gegevens via het netwerk.

Als gevolg hiervan begint dit netwerkbericht te lijken op een meerlagige sandwich, die "eetbaar" zou moeten zijn voor de computer die het heeft ontvangen. Om dit te doen, moet u zich houden aan bepaalde regels voor de uitwisseling van gegevens tussen netwerkcomputers. Dergelijke regels heten protocollen .

Aan de ontvangende kant wordt het pakket verwerkt door middel van alle niveaus van het OSI-model in omgekeerde volgorde, beginnend bij het fysieke en eindigend met de applicatie. Op elke laag lezen de overeenkomstige middelen, geleid door het protocol van de laag, de informatie van het pakket, verwijderen vervolgens de informatie die door de verzendende kant aan het pakket is toegevoegd en verzenden het pakket door middel van de volgende laag . Wanneer het pakket de applicatielaag bereikt, wordt alle besturingsinformatie uit het pakket verwijderd en keren de gegevens terug naar hun oorspronkelijke vorm.

Laten we nu de werking van elke laag van het OSI-model in meer detail bekijken:

Fysieke laag - de laagste, daarachter bevindt zich direct het communicatiekanaal waardoor informatie wordt verzonden. Hij neemt deel aan de organisatie van de communicatie, rekening houdend met de kenmerken van het medium voor gegevensoverdracht. Het bevat dus alle informatie over het datatransmissiemedium: het niveau en de frequentie van het signaal, de aanwezigheid van interferentie, het niveau van signaalverzwakking, de kanaalweerstand, enz. Bovendien is hij degene die verantwoordelijk is voor het verzenden van de informatiestroom en het omzetten ervan in overeenstemming met bestaande coderingsmethoden. Het werk van de fysieke laag wordt in eerste instantie toegewezen aan de netwerkapparatuur.
Het is vermeldenswaard dat het met behulp van de fysieke laag is dat de bekabelde en draadloze netwerken worden gedefinieerd. In het eerste geval wordt een kabel als fysiek medium gebruikt, in het tweede geval elke vorm van draadloze communicatie, zoals radiogolven of infraroodstraling.

Link laag voert de moeilijkste taak uit - biedt gegarandeerde gegevensoverdracht met behulp van fysieke laagalgoritmen en controleert de juistheid van de ontvangen gegevens.

Voordat de dataoverdracht wordt gestart, wordt de beschikbaarheid van het datatransmissiekanaal bepaald. Informatie wordt verzonden in blokken genaamd personeel , of frames . Elk zo'n frame wordt geleverd met een reeks bits aan het einde en het begin van het blok, en wordt ook aangevuld met een controlesom. Wanneer een dergelijk blok op de verbindingslaag wordt ontvangen, moet de ontvanger de integriteit van het blok controleren en de ontvangen controlesom vergelijken met de controlesom die in de samenstelling ervan is opgenomen. Als ze overeenkomen, worden de gegevens als geldig beschouwd, anders wordt een fout hersteld en is een hertransmissie vereist. In ieder geval wordt er een signaal naar de afzender gestuurd met het resultaat van de operatie, en dit gebeurt bij elk frame. De tweede belangrijke taak van de linklaag is dus het controleren van de juistheid van de data.

De linklaag kan zowel in hardware (bijvoorbeeld met behulp van switches) als met behulp van software (bijvoorbeeld een netwerkadapterstuurprogramma) worden geïmplementeerd.

netwerklaag noodzakelijk om werkzaamheden aan gegevensoverdracht uit te voeren met een voorlopige bepaling van het optimale pad voor pakketten. Aangezien een netwerk kan bestaan ​​uit segmenten met verschillende topologieën, is de belangrijkste taak van de netwerklaag het bepalen van het kortste pad en het gelijktijdig omzetten van de logische adressen en namen van netwerkapparaten naar hun fysieke representatie. Dit proces heet routering en het belang ervan kan nauwelijks worden overschat. Met een routeringsschema dat voortdurend wordt bijgewerkt vanwege het optreden van verschillende soorten "congestie" in het netwerk, wordt de gegevensoverdracht zo snel mogelijk en met maximale snelheid uitgevoerd.

transport laag wordt gebruikt om betrouwbare gegevensoverdracht te organiseren, waardoor het verlies van informatie, de onjuistheid of duplicatie ervan wordt geëlimineerd. Tegelijkertijd wordt de naleving van de juiste volgorde bij het verzenden en ontvangen van gegevens gecontroleerd, door ze in kleinere pakketten te verdelen of ze te combineren in grotere om de integriteit van de informatie te behouden.

sessielaag is verantwoordelijk voor het creëren, onderhouden en onderhouden van een communicatiesessie gedurende de tijd die nodig is om de overdracht van de volledige hoeveelheid gegevens te voltooien. Bovendien synchroniseert het de verzending van pakketten door de levering en integriteit van het pakket te controleren. Tijdens de gegevensoverdracht worden speciale controlepunten gecreëerd. Als de verzending-ontvangst mislukt, worden de ontbrekende pakketten opnieuw verzonden vanaf het dichtstbijzijnde controlepunt, waardoor de volledige hoeveelheid gegevens in de kortst mogelijke tijd kan worden overgedragen, wat over het algemeen een goede snelheid oplevert.

Presentatie laag (of, zoals het ook wel wordt genoemd, uitvoerend niveau ) intermediair is, is zijn belangrijkste taak het omzetten van gegevens van een formaat voor verzending via een netwerk naar een formaat dat begrijpelijk is voor een hoger niveau, en vice versa. Bovendien is hij verantwoordelijk voor het in één formaat brengen van gegevens: wanneer informatie wordt verzonden tussen twee totaal verschillende netwerken met een verschillend gegevensformaat, moet deze, voordat deze wordt verwerkt, in een vorm worden gebracht die begrijpelijk is voor zowel de ontvanger en de afzender. Op dit niveau worden algoritmen voor versleuteling en gegevenscompressie toegepast.

Toepassingslaag - de laatste en hoogste in het OSI-model. Verantwoordelijk voor netwerkcommunicatie met gebruikers - applicaties die informatie nodig hebben van netwerkdiensten op alle niveaus. Hiermee kunt u alles te weten komen wat er tijdens de gegevensoverdracht is gebeurd, evenals informatie over fouten die zijn opgetreden tijdens de gegevensoverdracht. Bovendien zorgt deze laag voor de werking van alle externe processen die worden uitgevoerd via netwerktoegang - databases, e-mailclients, bestandsdownloadmanagers, enz.

Op internet vond ik een foto waarop een onbekende auteur presenteerde OSI-netwerkmodel in de vorm van een hamburger. Ik vind het een heel memorabel beeld. Als je plotseling in een bepaalde situatie (bijvoorbeeld bij een sollicitatiegesprek) alle zeven lagen van het OSI-model in de juiste volgorde uit het hoofd moet opsommen, onthoud dan deze foto en het zal je helpen. Voor het gemak heb ik de niveaunamen van het Engels naar het Russisch vertaald: dat was alles voor vandaag. In het volgende artikel zal ik het onderwerp voortzetten en bespreken.