Modell for interaksjon av åpne systemer av datanettverk. OSI Open Systems Interconnection Model

Denne modellen ble utviklet tilbake i 1984 av International Standard Organization (ISO), og i originalen heter den Open Systems Interconnection, OSI.
Den åpne systeminteraksjonsmodellen (faktisk - nettverksinteraksjonsmodellen) er en standard for utforming av nettverkskommunikasjon og forutsetter en lagdelt tilnærming til konstruksjon av nettverk.
Hvert nivå i modellen betjener ulike stadier av interaksjonsprosessen. Ved å dele den inn i lag gjør OSI-nettverksmodellen det enkelt for maskinvare og programvare å fungere sammen. OSI-modellen deler nettverksfunksjoner inn i syv lag: applikasjon, presentasjon, økt, transport, nettverk, lenke og fysisk.

• Fysisk lag(Fysisk lag) - definerer måten datamaskiner er fysisk tilkoblet på nettverket. Funksjonene til midlene knyttet til dette laget er bit-for-bit-konvertering av digitale data til signaler overført over et fysisk medium (for eksempel over en kabel), samt selve overføringen av signaler.
• Linklag(Data Link-lag) - er ansvarlig for å organisere dataoverføring mellom abonnenter gjennom det fysiske laget, derfor er adresseringsmidler tilgjengelig på dette nivået som tillater unik identifisering av avsender og mottaker i hele settet med abonnenter som er koblet til den felles kommunikasjonslinjen. Funksjonene til dette laget inkluderer også bestilling av overføring med det formål parallell bruk av en kommunikasjonslinje av flere abonnentpar. I tillegg gir koblingslagsfasiliteter feilkontroll som kan oppstå når data overføres av det fysiske laget.
• Nettverkslag(Nettverkslag) - gir datalevering mellom datamaskiner i nettverket, som er sammenslåingen av ulike fysiske nettverk. Dette nivået forutsetter tilstedeværelsen av logiske adresseringsmidler som tillater entydig identifikasjon av en datamaskin i det sammenkoblede nettverket. En av hovedfunksjonene som utføres ved hjelp av dette nivået er målrettet overføring av data til en bestemt mottaker.
• Transportlag(Transportlag) - implementerer overføring av data mellom to programmer som opererer på forskjellige datamaskiner, samtidig som det sikres at det ikke er tap og duplisering av informasjon som kan oppstå som følge av overføringsfeil i lavere lag. Hvis dataene som overføres gjennom transportlaget er fragmentert, garanterer midlene til dette laget at fragmentene er satt sammen i riktig rekkefølge.
• Sesjon (eller økt) nivå(Session layer) - lar to programmer opprettholde en kontinuerlig interaksjon over nettverket, kalt en økt (sesjon) eller økt. Dette laget administrerer øktetablering, informasjonsutveksling og øktavslutning. Den er også ansvarlig for identifikasjon, og lar dermed bare visse abonnenter delta i økten, og tilbyr sikkerhetstjenester for å strømlinjeforme tilgang til øktinformasjon.
• Presentasjonslag(Presentasjonslag) - utfører en mellomliggende transformasjon av dataene til en utgående melding til et vanlig format, som leveres ved hjelp av lavere lag, samt omvendt transformasjon av innkommende data fra et vanlig format til et format som er forståelig av mottakerprogrammet .
• Søknadsnivå(Applikasjonslag) - Gir nettverksfunksjoner på høyt nivå som filoverføring, e-postmeldinger osv.

OSI-modell i klarspråk

OSI-modellen er en forkortelse av det engelske Open System Interconnection, det vil si modellen for sammenkobling av åpne systemer. Åpne systemer kan forstås som nettverksutstyr (datamaskiner med nettverkskort, brytere, rutere).
OSI-nettverksmodellen er en blåkopi (eller handlingsplan for kommunikasjon) for nettverksenheter. OSI spiller også en rolle i opprettelsen av nye nettverksprotokoller, da det fungerer som en referanse for interoperabilitet.
OSI består av 7 blokker (lag). Hver blokk utfører sin egen unike rolle i nettverket til ulike nettverksenheter.
7 lag av OSI-modellen: 1 - Fysisk, 2 - Kanal, 3 - Nettverk, 4 - Transport, 5 - Sesjon, 6 - Visninger, 7 - Applikasjoner.
Hvert nivå i modellen har sitt eget sett med nettverksprotokoller (dataoverføringsstandarder), ved hjelp av hvilke enheter på nettverket som utveksler data.
Husk at jo mer kompleks en nettverksenhet er, jo flere muligheter gir den, men den tar også opp flere nivåer, og som et resultat fungerer den saktere.

Nettverksmodeller. Del 1. OSI.

Det er definitivt bedre å starte med teori, og deretter, jevnt, gå videre til praksis. Derfor vil vi først vurdere nettverksmodellen (teoretisk modell), og deretter åpner vi litt for hvordan den teoretiske nettverksmodellen passer inn i nettverksinfrastrukturen (nettverksutstyr, brukerdatamaskiner, kabler, radiobølger osv.).
Så, nettverksmodell er en modell for samspillet mellom nettverksprotokoller. Og protokoller er på sin side standarder som bestemmer hvordan ulike programmer skal utveksle data.
La meg forklare med et eksempel: når du åpner en hvilken som helst side på Internett, sender serveren (der siden som åpnes ligger) data (hypertekstdokument) til nettleseren din via HTTP-protokollen. Takket være HTTP-protokollen, kan nettleseren din, som mottar data fra serveren, vet hvordan den skal behandles, og behandler den vellykket, og viser deg den forespurte siden.
Hvis du ennå ikke er klar over hva en side på Internett er, så vil jeg forklare i et nøtteskall: all tekst på en nettside er omsluttet av spesielle tagger som forteller nettleseren hvilken størrelse tekst som skal brukes, fargen, plassering på siden (venstre, høyre eller midtre). Dette gjelder ikke bare tekst, men også bilder, skjemaer, aktive elementer og alt innhold generelt, d.v.s. hva som står på siden. Nettleseren, som oppdager tagger, handler i henhold til deres instruksjoner, og viser deg de behandlede dataene som er omsluttet av disse taggene. Du kan selv se taggene til denne siden (og denne teksten mellom taggene), for dette går du til menyen i nettleseren din og velger - vis kildekoden.
La oss ikke bli for distrahert, "Nettverksmodell" er et nødvendig tema for de som ønsker å bli spesialist. Denne artikkelen består av 3 deler og for deg prøvde jeg å skrive ikke kjedelig, forståelig og kort. For flere detaljer, eller for ytterligere avklaring, avslutt abonnementet i kommentarene nederst på siden, så hjelper jeg deg garantert.
Vi, som i Cisco Networking Academy, vil vurdere to nettverksmodeller: OSI-modellen og TCP/IP-modellen (noen ganger kalt DOD), og samtidig vil vi sammenligne dem.

OSI-nettverksreferansemodell

OSI står for Open System Interconnection. På russisk høres det slik ut: Nettverksmodell for interaksjon med åpne systemer (referansemodell). Denne modellen kan trygt kalles standarden. Dette er modellen som produsenter av nettverksenheter følger når de utvikler nye produkter.
OSI-nettverksmodellen består av 7 lag, og det er vanlig å begynne å telle fra bunnen.
La oss liste dem opp:
7. Påføringslag
6. Presentasjon eller presentasjonslag
5. Sesjonslag
4. Transportlag
3. Nettverkslag
2. Datalinklag
1. Fysisk lag

Nettverksmodellen er som nevnt ovenfor en modell for samspillet mellom nettverksprotokoller (standarder), og hvert lag har sine egne protokoller. For å liste opp den kjedelige prosessen deres (og det er ingenting å gjøre), så la oss analysere alt bedre med et eksempel, fordi assimileringen av materialet i eksempler er mye høyere;)

Søknadsnivå

Påføringslaget eller påføringslaget er det øverste laget av modellen. Den kobler brukerapplikasjoner til nettverket. Vi er alle kjent med disse applikasjonene: nettsurfing (HTTP), sending og mottak av e-post (SMTP, POP3), mottak og mottak av filer (FTP, TFTP), fjerntilgang (Telnet), etc.

Representativt nivå

Presentasjonslaget eller presentasjonslaget – det konverterer dataene til riktig format. Ved å bruke et eksempel er det lettere å forstå: de bildene (alle bildene) som du ser på skjermen, overføres når du overfører en fil i form av små deler av enere og nuller (biter). Så når du sender et bilde via e-post til vennen din, sender SMTP Application Layer-protokollen bildet til det nedre laget, dvs. til presentasjonsnivå. Hvor bildet ditt konverteres til en praktisk form for data for lavere nivåer, for eksempel i bits (enere og nuller).
På samme måte, når vennen din begynner å motta bildet ditt, vil det komme til ham i form av alle de samme enere og nuller, og det er representasjonsnivået som konverterer bitene til et fullverdig bilde, for eksempel, en JPEG.
Slik fungerer dette laget med protokoller (standarder) for bilder (JPEG, GIF, PNG, TIFF), kodinger (ASCII, EBDIC), musikk og video (MPEG), etc.

Sesjonsnivå

Sesjonslag eller øktlag - som navnet tilsier, organiserer det en kommunikasjonsøkt mellom datamaskiner. Et godt eksempel vil være lyd- og videokonferanser, på dette nivået er det etablert hvilken kodek signalet skal kodes med, og denne kodeken må være til stede på begge maskinene. Et annet eksempel er SMPP (Short Message peer-to-peer protocol)-protokollen, som brukes til å sende SMS- og USSD-forespørsler velkjent for oss. Et siste eksempel: PAP (Password Authentication Protocol) er en gammeldags protokoll for å sende brukernavn og passord til en server uten kryptering.
Jeg vil ikke si noe mer om øktnivået, ellers vil vi fordype oss i de kjedelige funksjonene til protokollene. Og hvis de (funksjoner) interesserer deg, skriv brev til meg eller legg igjen en melding i kommentarfeltet med en forespørsel om å avsløre emnet mer detaljert, og den nye artikkelen vil ikke la deg vente lenge;)

Transportlag

Transportlag - dette laget sikrer påliteligheten av dataoverføring fra avsender til mottaker. Faktisk er alt veldig enkelt, for eksempel kommuniserer du ved hjelp av et webkamera med vennen din eller læreren din. Er det behov for pålitelig levering av hver bit av det overførte bildet? Selvfølgelig ikke, hvis du mister noen biter fra streaming video, vil du ikke engang merke det, selv bildet vil ikke endre seg (kanskje fargen på en piksel av 900 000 piksler vil endre seg, som vil blinke med en hastighet på 24 bilder per sekund).
Og la oss nå gi et eksempel: en venn sender deg (for eksempel via e-post) i arkivet viktig informasjon eller et program. Du laster ned dette arkivet til datamaskinen din. Her trengs 100 % pålitelighet, tk. hvis et par biter går tapt når du laster ned arkivet, kan du ikke pakke det ut, dvs. trekke ut de nødvendige dataene. Eller forestill deg å sende et passord til serveren, og en bit går tapt underveis - passordet vil allerede miste utseendet og verdien endres.
Når vi ser på videoer på Internett, ser vi derfor noen artefakter, forsinkelser, støy osv. Og når vi leser tekst fra en nettside - tap (eller reduksjon) av bokstaver er ikke akseptabelt, og når vi laster ned programmer - går alt også uten feil.
På dette nivået vil jeg skille mellom to protokoller: UDP og TCP. UDP (User Datagram Protocol) overfører data uten å opprette en forbindelse, bekrefter ikke levering av data og prøver ikke på nytt. TCP (Transmission Control Protocol), som etablerer en forbindelse før overføring, bekrefter levering av data, gjør et nytt forsøk om nødvendig, garanterer integriteten og riktig rekkefølge av de nedlastede dataene.
Derfor bruker vi UDP til musikk, video, videokonferanser og samtaler (vi overfører data uten å sjekke og uten forsinkelser), og til tekst, programmer, passord, arkiver osv. - TCP (dataoverføring med mottaksbekreftelse, mer tid brukes).

Nettverkslag

Nettverkslag - dette laget definerer banen som data skal overføres gjennom. Og forresten, dette er det tredje nivået av OSI Network Model, og det er slike enheter som kalles enheter på tredje nivå - rutere.
Vi har alle hørt om IP-adressen, og det er det Internet Protocol (IP) gjør. En IP-adresse er en logisk adresse på et nettverk.
Det er mange protokoller på dette nivået, og vi vil analysere alle disse protokollene mer detaljert senere, i egne artikler og eksempler. Nå skal jeg bare liste opp noen populære.
Som alle har hørt om IP-adressen, og om ping-kommandoen - dette er ICMP-protokollen.
Selve ruterne (som vi vil jobbe med i fremtiden) bruker protokollene til dette laget for ruting av pakker (RIP, EIGRP, OSPF).
Hele andre del av CCNA (Exploration 2)-kurset handler om ruting.

Linklag

Datalinklag - vi trenger det for samspillet mellom nettverk på det fysiske laget. Sannsynligvis har alle hørt om MAC-adressen, så det er en fysisk adresse. Koble lagenheter - brytere, huber osv.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) definerer koblingslaget i to underlag: LLC og MAC.
LLC - Logical Link Control, designet for å samhandle med det øvre laget.
MAC - Media Access Control, designet for å samhandle med det nedre laget.
La meg forklare med et eksempel: datamaskinen din (bærbar PC, kommunikator) har et nettverkskort (eller en annen adapter), så det er en driver for å samhandle med den (med kortet). En driver er en slags program - det øvre undernivået til datalinknivået, gjennom hvilket det er mulig å kommunisere med de lavere nivåene, eller rettere sagt med mikroprosessoren (maskinvaren) - det nedre undernivået til datalinknivået.
Det er mange typiske representanter på dette nivået. PPP (Point-to-Point) er en protokoll for å koble sammen to datamaskiner direkte. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) er en standard som overfører data over en avstand på opptil 200 kilometer. CDP (Cisco Discovery Protocol) er en proprietær (proprietær) protokoll som eies av Cisco Systems, som du kan bruke til å oppdage naboenheter og få informasjon om disse enhetene.
Hele den tredje delen av CCNA (Exploration 3)-kurset handler om enheter på andre nivå.

Fysisk lag

Det fysiske laget er det laveste laget som direkte overfører datastrømmen. Vi kjenner alle protokollene godt: Bluetooth, IRDA (infrarød kommunikasjon), kobberledninger (twisted pair, telefonlinje), Wi-Fi, etc.
Se etter flere detaljer og spesifikasjoner i de følgende artiklene og i CCNA-kurset. Hele den første delen av CCNA (Exploration 1)-kurset er viet OSI-modellen.

Konklusjon

Så vi har analysert OSI-nettverksmodellen. I neste del vil vi gå videre til TCP / IP-nettverksmodellen, den er mindre og protokollene er de samme. For å bestå CCNA-testene, er det nødvendig å foreta en sammenligning og identifisere forskjellene, noe som vil bli gjort.

Etter litt overveielse bestemte jeg meg for å legge her en artikkel fra nettstedet til Nettverksproblemer. For å holde alt på ett sted.

Og hei igjen, kjære venner, i dag skal vi finne ut hva OSI-nettverksmodellen er, hvorfor den faktisk er ment.

Som du sikkert allerede forstår, er moderne nettverk veldig, veldig komplekse, mange forskjellige prosesser foregår i dem, hundrevis av handlinger utføres. For å forenkle prosessen med å beskrive denne variasjonen av nettverksfunksjoner (og det som er enda viktigere for å forenkle prosessen med videreutvikling av disse funksjonene), er det forsøkt å strukturere dem. Som et resultat av strukturering er alle funksjoner som utføres av et datanettverk delt inn i flere nivåer, som hver bare er ansvarlig for et visst, høyt spesialisert spekter av oppgaver. Her kan nettverksmodellen sammenlignes med strukturen til en bedrift. Bedriften er delt inn i avdelinger. Hver avdeling utfører sine egne funksjoner, men underveis i arbeidet tar den kontakt med andre avdelinger.

Separere funksjoner ved hjelp av en nettverksmodell

OSI-nettverksmodellen er utformet på en slik måte at de høyere lagene i nettverksmodellen bruker de nedre lagene i nettverksmodellen til å overføre informasjonen sin. Reglene som lagene i modellen kommuniserer etter kalles nettverksprotokoller. En nettverksprotokoll på et visst nivå av modellen kan kommunisere enten med protokoller på sitt eget nivå, eller med protokoller på nabonivåer. Her kan det igjen trekkes en analogi med arbeidet til en bedrift. Selskapet har alltid et klart etablert hierarki, men ikke så strengt som i nettverksmodellen. Ansatte på ett nivå i hierarkiet utfører oppdrag mottatt fra ansatte på et høyere nivå i hierarkiet.

Interaksjon mellom lag i OSI-nettverksmodellen

Hver enhet som opererer i et nettverk kan representeres som et system som opererer på de riktige lagene i OSI-modellen. Dessuten kan denne enheten bruke i sitt arbeid, både alle nivåer av OSI-modellen, og bare noen av de lavere nivåene. Vanligvis, når en enhet sies å operere på et visst nivå av modellen, forstås det at den opererer på et gitt nivå av nettverksmodellen og på alle nivåer under den.

Drift på noen lag av OSI-nettverksmodellen

Når to forskjellige nettverksenheter kommuniserer med hverandre, bruker de protokollene på samme nivå i nettverksmodellen, mens interaksjonsprosessen involverer både protokollene til laget som interaksjonen foregår på, og de nødvendige protokollene til alle lavere lag, siden de brukes til å overføre data mottatt fra de øvre nivåene.

Kommunikasjon av to systemer fra OSI-modellens perspektiv

Ved overføring av informasjon fra det øvre nivået av nettverksmodellen til det nedre nivået av nettverksmodellen, legges noe tjenesteinformasjon til denne nyttige informasjonen, kalt overskriften (på 2. nivå legges ikke bare overskriften til, men også traileren ). Denne prosessen med å legge til tjenesteinformasjon kalles innkapsling. Ved mottak (overføring av informasjon fra det nedre nivået til det øvre), separeres denne tjenesteinformasjonen og de første dataene mottas. Denne prosessen kalles de-innkapsling. I kjernen er denne prosessen veldig lik prosessen med å sende et brev per post. Tenk deg at du vil sende en e-post til vennen din. Du skriver et brev - dette er nyttig informasjon. Når du sender den med posten, pakker du den i en konvolutt, skriver mottakerens adresse på den, det vil si at du legger til en overskrift til den nyttige informasjonen. Dette er i hovedsak innkapsling. Når du mottar brevet ditt, dekapsler din venn det - det vil si at han åpner konvolutten og trekker nyttig informasjon ut av det - brevet ditt.

Demonstrasjon av innkapslingsprinsippet

OSI-modellen deler inn alle funksjoner som utføres under samspillet mellom systemer i 7 lag: Fysisk - 1, Datalink -2, Nettverk - 3, Transport - 4, Sesjon -5, Representant (presentasjon) -6 og Applied (applikasjon) - 7 .

Åpne systeminteraksjonsmodelllag

La oss kort vurdere formålet med hvert av nivåene i interaksjonsmodellen for åpne systemer.

Applikasjonslaget er punktet der applikasjoner kommuniserer med nettverket (inngangspunktet til OSI-modellen). Ved å bruke dette laget av OSI-modellen utføres følgende oppgaver: nettverksadministrasjon, systembeleggsadministrasjon, filoverføringsadministrasjon, brukeridentifikasjon med passordene deres. Eksempler på protokoller på dette nivået er: HTTP, SMTP, RDP, etc. Svært ofte utfører applikasjonsnivåprotokoller funksjonene til presentasjonen og sesjonsnivåprotokollene samtidig.

Dette nivået er ansvarlig for datapresentasjonsformatet. Grovt sett konverterer den dataene mottatt fra applikasjonslaget til et format som er egnet for overføring over nettverket (vel, og utfører følgelig den inverse operasjonen som konverterer informasjon mottatt fra nettverket til et format som er egnet for behandling av applikasjoner).

På dette nivået foregår etablering, vedlikehold og styring av en kommunikasjonssesjon mellom to systemer. Det er dette nivået som er ansvarlig for å opprettholde kommunikasjonen mellom systemene i hele perioden deres interaksjon finner sted.

Protokollene til dette laget av OSI-nettverksmodellen er ansvarlige for å overføre data fra ett system til et annet. På dette nivået er store datablokker delt inn i mindre blokker som er egnet for behandling av nettverkslaget (svært små datablokker kombineres til større), disse blokkene er passende merket for påfølgende gjenoppretting på mottakersiden. Når du bruker de riktige protokollene, er dette laget også i stand til å gi kontroll over leveringen av nettverkslagspakker. Datablokken som opereres på et gitt lag kalles vanligvis et segment. Eksempler på protokoller for dette laget er: TCP, UDP, SPX, ATP, etc.

Dette laget er ansvarlig for å rute (bestemme de optimale rutene fra ett system til et annet) datablokker for dette laget. En blokk med data på dette nivået blir ofte referert til som en pakke. Dette nivået er også ansvarlig for den logiske adresseringen av systemene (de samme IP-adressene), på grunnlag av hvilken ruting oppstår. Protokoller på dette nivået inkluderer: IP, IPX, etc., enheter som opererer på dette nivået er rutere.

Dette laget er ansvarlig for den fysiske adresseringen av nettverksenheter (MAC-adresser), medietilgangskontroll og feilretting utført av det fysiske laget. Datablokken som brukes på datalinklaget kalles vanligvis en ramme. Dette nivået inkluderer følgende enheter: brytere (ikke alle), broer osv. En typisk teknologi som bruker dette laget er Ethernet.

Sender optiske eller elektriske impulser over det valgte overføringsmediet. Enheter på dette nivået inkluderer alle slags repeatere og huber.

OSI-modellen i seg selv er ikke en praktisk implementering, den forutsetter kun et visst sett med regler for samspillet mellom systemkomponenter. Et praktisk eksempel på implementering av en nettverksprotokollstabel er TCP/IP-protokollstabelen (så vel som andre mindre vanlige protokollstakker).

Hovedoppgaven som løses ved opprettelse av datanettverk er å sikre kompatibiliteten til utstyr når det gjelder elektriske og mekaniske egenskaper og å sikre kompatibiliteten til informasjonsstøtte (programmer og data) når det gjelder kodesystem og dataformat. Løsningen på dette problemet tilhører feltet standardisering. Et eksempel på å løse dette problemet er den såkalte OSI-sammenkoblingsmodell for åpne systemer(Modell for Open System Interconnections).

I følge OSI-modellen bør arkitekturen til datanettverk vurderes på ulike nivåer (totalt antall nivåer er opptil syv). Det øverste nivået brukes. På dette nivået samhandler brukeren med datasystemet. Det laveste nivået er fysisk. Det gir signalutveksling mellom enheter. Utveksling av data i kommunikasjonssystemer skjer ved å flytte dem fra det øvre nivået til det nedre, deretter transport og til slutt, omvendt avspilling på klientens datamaskin som et resultat av flytting fra det nedre nivået til det øvre.

Lagene til OSI-modellen (fra bunn til topp) og deres generelle funksjoner kan betraktes som følger:

Vurder hvordan SI-modellen utveksler data mellom brukere som befinner seg på forskjellige kontinenter.

1. På applikasjonsnivå, ved hjelp av spesielle applikasjoner, oppretter brukeren et dokument (melding, bilde osv.).

2. På presentasjonsnivået registrerer operativsystemet til datamaskinen hans hvor de opprettede dataene befinner seg (i RAM, i en fil på en harddisk, etc.), og gir interaksjon med neste nivå.

3. På øktnivået samhandler brukerens datamaskin med det lokale eller globale nettverket. Protokollene til dette laget kontrollerer brukerens rettigheter til å "gå på lufta" og overføre dokumentet til protokollene til transportlaget.

4. På transportnivå transformeres dokumentet til den formen det skal overføre data i det brukte nettverket. Den kan for eksempel kuttes i små poser i standardstørrelse.

5. Nettverkslaget bestemmer ruten for databevegelse i nettverket. Så, for eksempel, hvis dataene på transportlaget ble "delt" i pakker, må hver pakke på nettverksnivå motta en adresse som den skal leveres til uavhengig av andre pakker.

6. Koblingslaget (Link-laget) er nødvendig for å modulere signalene som sirkulerer på det fysiske laget i samsvar med dataene mottatt fra nettverkslaget. For eksempel, i en datamaskin, utføres disse funksjonene av et nettverkskort eller modem.

7. Den reelle dataoverføringen skjer på det fysiske nivået. Det er ingen dokumenter, ingen pakker, ikke engang byte - bare biter, det vil si elementære enheter for datarepresentasjon. Gjenoppretting av dokumentet fra dem vil skje gradvis, når du flytter fra det nedre til det øvre nivået på klientens datamaskin.

Det fysiske laget betyr å ligge utenfor datamaskinen. I lokalnett er dette utstyret til selve nettverket. For fjernkommunikasjon ved bruk av telefonmodem er dette telefonlinjer, koblingsutstyr til telefonsentraler mv.

På datamaskinen til mottakeren av informasjon, foregår den omvendte prosessen med å konvertere data fra bitsignaler til et dokument.

De forskjellige protokolllagene til serveren og klienten samhandler ikke direkte med hverandre, men de samhandler gjennom det fysiske laget. Gradvis flyttes fra det øvre nivået til det nedre, blir dataene kontinuerlig transformert, "overgrodd" med tilleggsdata, som analyseres av protokollene til de tilsvarende nivåene på den tilstøtende siden. Dette skaper effekten virtuell interaksjon av nivåer med hverandre.

For å illustrere det som har blitt sagt, tenk på et enkelt eksempel på interaksjon mellom to korrespondenter som bruker vanlig post. Hvis de regelmessig sender hverandre brev og følgelig mottar dem, kan de tro at det er en sammenheng mellom dem på bruker- (applikasjons)nivå. Dette er imidlertid ikke helt sant. En slik forbindelse kan kalles virtuell. . Det ville være fysisk om hver av korrespondentene personlig tok brevet til den andre og ga det i egne hender. I det virkelige liv kaster han den i postkassen og venter på svar.

Lokale posttjenester har ansvar for å hente brev fra offentlige postkasser og levere korrespondanse til private postkasser. Dette er et annet nivå i kommunikasjonsmodellen, som ligger under. For at brevet vårt skal nå frem til en adressat i en annen by, må det være en kobling mellom vår lokale posttjeneste og dens lokale posttjeneste. Disse tjenestene har imidlertid ingen fysisk forbindelse - de sorterer bare den mottatte postkorrespondansen og overfører den til nivået til den føderale posttjenesten.

Federal Postal Service i sitt arbeid er avhengig av tjenester på neste nivå, for eksempel på post- og bagasjetjenesten til jernbaneavdelingen. Og først etter å ha undersøkt arbeidet med denne tjenesten, vil vi endelig finne tegn på en fysisk forbindelse, for eksempel en jernbane som forbinder to byer.

Det er viktig å ta hensyn til det faktum at i vårt eksempel ble det dannet flere virtuelle forbindelser mellom lignende tjenester lokalisert ved sendings- og mottakspunktene. Uten å komme i direkte kontakt samhandler disse tjenestene med hverandre. På et eller annet nivå legges brev i poser, posene er forseglet, medfølgende dokumenter er festet til dem, som studeres og sjekkes på et lignende nivå et sted i en annen by.

Tabellen nedenfor gir en analogi mellom lagene i OSI-modellen og driften av vanlige postvideresendingstjenester.

Åpne systeminteraksjonsmodell

Dataoverføring og prosessering i et omfattende nettverk er et KOMPLEKS NIM BRUKER tallrik og variert utstyren prosess som krever formalisering og standardisering av følgende prosedyrer:

ressursstyring og kontroll av datamaskiner og fjernsynssystemer kommunikasjon;

etablering og frakobling av tilkobling;

kontroll av tilkoblinger;

ruting, forhandling, transformasjonog dataoverføring;

KONTROLL av riktigheten av overføringen;

feilrettinger osv.

Bruken av standardiserte protokoller og forsikre at nettverk forstår hverandre når de samhandler.Ovennevnte oppgaver løses ved å bruke et system av protokoller og standarder som bestemmer prosedyrene for samhandlingeffektene av nettverkselementer i etableringen av kommunikasjon og dataoverføring.

En protokoll er et sett med regler og en metode for samhandlingeffekter av objekter i et datanettverk, regulerer hovedprosedyrer, algoritmer og interaksjonsformater som girkorrekthet av koordinering, transformasjon og overføring av data i nettverket.Utførelsen av protokollprosedyrer kontrolleres av spesiellegram, sjeldnere maskinvare.

Internasjonal organisasjon for standardisasjon(ISO - International - tional Organization for Standardization ) utviklet et standardsystems protokollmodell for interaksjon av åpne systemer (Åpen systemsammenkobling - OSI ), som også kalles referansensyv-nivå modell av åpne systemer.

Åpent system - et system tilgjengelig for interaksjon med et annetdisse systemene i samsvar med de utviklede standardene.

OSI-modell inneholder generelle anbefalinger for å bygge stan-gaver av kompatibel nettverksprogramvare produkt og fungerer som grunnlaghyle for utviklere av kompatibelt nettverksutstyr. disse re-anbefalinger bør implementeres i både tekniske ogprogramvare for datanettverk. For å sikre atrad med kontrollfunksjoner og protokoller til datanettverketfunksjonsnivåer introduseres. Generelt inkluderer nettverketsyv funksjonsnivåer .

Konvensjonelt kan applikasjons- og datapresentasjonsnivåene værebære til funksjonene for interaksjon med applikasjonen, og den nedrenivåer - til kommunikasjonsfunksjoner.

Søknadsnivå regulerer prosessen med å administrere terminenlami nettverk og applikasjonsprosesser som er kildenmi og forbrukere av informasjon som overføres i nettverket. Ansvarlig for oppstart av brukerprogrammer, utførelse av dem, datainngang, utdata,terminaladministrasjon, nettverksadministrasjon. Påpå dette nivået brukes teknologier som er et tilleggover infrastrukturen for dataoverføring: e-post, TV og videokonferanser, ekstern tilgang til ressurser, arbeid på Internett Nei.

Presentasjonslag tolker og transformerer data,overføres over nettverket, i en form som er praktisk for søknadsprosesser.

Bli enige om datapresentasjonsformater, syntaks, oversettelse og tolkning av programmer fra ulike språk. Mange funksjoner av dettenivåer er involvert på søknadsnivå, derfor,protokollene hans har ikke fått utvikling og i mange praksisnettverk ikke brukes i det hele tatt.

Sesjonsnivå sikre organisering og gjennomføring av øktenkommunikasjon mellom applikasjonsprosesser, for eksempel initialiseringrasjon og vedlikehold av en økt mellom nettabonnenter, administrasjon avsjeldenhet og moduser for dataoverføring. Mange funksjoner av dettenivå med hensyn til å etablere en forbindelse og opprettholde en ryddig datautveksling implementeres på transportnivå, derfor sesjonslagsprotokoller er av begrenset bruk.

Transportlag - ansvarlig for styring av segmenteringem data (segment - transportlag datablokk) og THROUGHoverføring (transport) av data fra kilden til forbrukeren. Dette nivået optimaliserer bruken av tjenestene som tilbyskoblet på nettverksnivå, med tanke på å sikre maksimal gjennomstrømningevne til minimal kostnad. TransportprotokollerDet andre nivået (segmentering og datagram) er svært bredt utviklet og brukes intensivt i praksis. Segmentering av kanalerDe deler den opprinnelige meldingen i datablokker - segmenter. Os-den nye funksjonen til slike transportlagsprotokoller ersikre levering av disse segmentene til destinasjonen og gjenopprette meldingen. Datagramprotokoller segmenteres ikke medkommunikasjon og sende den i ett stykke, som kalles "dei-tagram".

Nettverkslag . Hensikten med dette laget er å kontrollere den logiske dataoverføringskanalen i nettverket (adressering og ruting av data, bytte av kanaler, meldinger, pakker og multipleksing). På dette nivået realiseres htil nettverk, som består i å sikre kommunikasjonen til brukerne. Hver nettverksbruker bruker nødvendigvis protokollene til dette laget og har sin egen unike nettverksadresse som brukes av protokollene til nettverkslaget. På DETTE nivået, overføring dataene som sendes deles opp i pakker. For at pakken skal kunne leveres til en hvilken som helst vert, må denne verten tildeles en nettverksadresse kjent for senderen.

Linklag. Dannelse og styring av en fysisk dataoverføringskanal mellom objekter i nettverkslaget, som sikrer åpenhet av fysiske tilkoblinger, kontroll og korrigering av overføringsfeil.

Fysisk lag er ansvarlig for å etablere, vedlikeholde og avslutte tilkoblinger til den fysiske kanalen i nettverket. På dette nivået bestemmes et sett med signaler som utveksles mellom systemer, parameterne til disse signalene er midlertidige, elektriske, og sekvensen for å generere disse signalene når dataoverføringsprosedyren utføres.

Nettopp begynt å jobbe som nettverksadministrator? Vil du ikke bli forvirret? Artikkelen vår vil være nyttig for deg. Har du hørt hvordan en tidstestet administrator snakker om nettverksproblemer og nevner noen nivåer? Har du noen gang blitt spurt på jobben hvilke nivåer som er beskyttet og fungerer hvis du bruker en gammel brannmur? For å forstå det grunnleggende om informasjonssikkerhet, må du forstå prinsippet om hierarkiet til OSI-modellen. La oss prøve å se egenskapene til denne modellen.

En systemadministrator med respekt for seg selv bør være godt kjent med nettverksforhold

Oversatt fra engelsk - den grunnleggende referansemodellen for samspillet mellom åpne systemer. Mer presist, nettverksmodellen til OSI / ISO-nettverksprotokollstabelen. Introdusert i 1984 som et konseptuelt rammeverk som delte prosessen med å sende data på World Wide Web i syv enkle trinn. Det er ikke det mest populære, siden utviklingen av OSI-spesifikasjonen ble forsinket. TCP / IP-protokollstabelen er mer kostnadseffektiv og anses som den primære modellen som brukes. Du har imidlertid en stor sjanse til å møte OSI-modellen som systemadministrator eller i IT-feltet.

Mange spesifikasjoner og teknologier er laget for nettverksenheter. Det er lett å bli forvirret med en slik variasjon. Det er modellen for interaksjon av åpne systemer som hjelper nettverksenheter til å forstå hverandre ved hjelp av ulike kommunikasjonsmetoder. Merk at OSI er mest nyttig for programvare- og maskinvareprodusenter som designer interoperable produkter.

Spør, hva er fordelen for deg? Å kjenne til flernivåmodellen vil gi deg muligheten til å kommunisere fritt med ansatte i IT-selskaper, å diskutere nettverksproblemer vil ikke lenger være deprimerende kjedsomhet. Og når du lærer å forstå på hvilket stadium feilen oppstod, kan du enkelt finne årsakene og redusere omfanget av arbeidet ditt betydelig.

OSI-lag

Modellen inneholder syv forenklede trinn:

• Fysisk.
• Kanal.
• Nettverk.
• Transportere.
• Økt.
• Executive.
• Anvendt.

Hvorfor gjør nedbrytning i trinn livet lettere? Hvert av nivåene tilsvarer et visst stadium for å sende en nettverksmelding. Alle trinn er sekvensielle, noe som betyr at funksjonene utføres uavhengig, det er ikke behov for informasjon om arbeidet på forrige nivå. Den eneste nødvendige komponenten er hvordan dataene fra forrige trinn mottas, og hvordan informasjonen sendes til neste trinn.

La oss gå videre til direkte bekjentskap med nivåene.

Fysisk lag

Hovedoppgaven til det første trinnet er overføring av biter gjennom fysiske kommunikasjonskanaler. Fysiske kommunikasjonskanaler er enheter designet for å sende og motta informasjonssignaler. For eksempel fiberoptikk, koaksialkabel eller tvunnet par. Overføringen kan også utføres trådløst. Det første trinnet er preget av dataoverføringsmediet: anti-interferens, båndbredde, karakteristisk impedans. Kvalitetene til de elektriske sluttsignalene (type koding, spenningsnivåer og signaloverføringshastighet) er også satt og koblet til standard typer kontakter, kontaktforbindelser er tildelt.

Funksjonene til den fysiske scenen utføres absolutt på hver enhet som er koblet til nettverket. For eksempel implementerer en nettverksadapter disse funksjonene fra datamaskinsiden. Du har kanskje allerede kommet over de første trinnsprotokollene: RS-232, DSL og 10Base-T, som bestemmer de fysiske egenskapene til kommunikasjonskanalen.

Linklag

På det andre trinnet er den abstrakte adressen til enheten knyttet til den fysiske enheten, og tilgjengeligheten til overføringsmediet kontrolleres. Bits er formet til sett - rammer. Hovedoppgaven til lenkelaget er å identifisere og rette feil. For korrekt overføring, før og etter rammen, settes spesialiserte bitsekvenser inn og den beregnede kontrollsummen legges til. Når rammen når destinasjonen, beregnes sjekksummen av allerede ankomne data igjen, hvis den samsvarer med sjekksummen i rammen, gjenkjennes rammen som korrekt. Ellers dukker det opp en feil, som kan rettes ved re-overføring av informasjon.

Kanalstadiet gjør det mulig å overføre informasjon, takket være den spesielle strukturen til lenkene. Spesielt busser, broer, brytere fungerer gjennom protokollene på linknivå. Spesifikasjonene for det andre trinnet inkluderer Ethernet, Token Ring og PPP. Funksjonene til kanalstadiet i datamaskinen utføres av nettverkskort og deres drivere.

Nettverkslag

I standardsituasjoner er ikke funksjonene til kanaltrinnet nok for høykvalitets informasjonsoverføring. Spesifikasjonene for det andre trinnet kan bare overføre data mellom noder med samme topologi, for eksempel et tre. Det er behov for et tredje trinn. Det er nødvendig å danne et enhetlig transportsystem med en forgrenet struktur for flere nettverk med en vilkårlig struktur og forskjellig i metoden for dataoverføring.

Med andre ord, det tredje trinnet behandler Internett-protokollen og fungerer som en ruter: finne den beste veien for informasjon. En ruter er en enhet som samler inn data om strukturen til sammenkoblinger og videresender pakker til destinasjonsnettverket (transitoverføringer - hopp). Hvis du støter på en feil i IP-adressen, er dette et problem på nettverksnivå. Tredje trinns protokoller er brutt ned i nettverk, ruting eller adresseoppløsning: ICMP, IPSec, ARP og BGP.

Transportlag

For at dataene skal nå applikasjoner og de øvre nivåene i stabelen, kreves et fjerde trinn. Det gir den nødvendige grad av informasjonsoverføring pålitelighet. Det er fem klasser av tjenester på transportstadiet. Forskjellen deres ligger i det haster, muligheten for å gjenopprette den avbrutte kommunikasjonen, muligheten til å oppdage og korrigere overføringsfeil. For eksempel pakketap eller duplisering.

Hvordan velge klassen av tjenester på transportstadiet? Når kvaliteten på kommunikasjonskanalene er høy, vil en lett tjeneste være et tilstrekkelig valg. Hvis kommunikasjonskanaler helt i begynnelsen fungerer utrygge, er det lurt å ty til en utviklet tjeneste som vil gi maksimale muligheter for å finne og løse problemer (dataleveringskontroll, leveringstidsavbrudd). Trinn 4-spesifikasjoner: TCP og UDP for TCP/IP-stakken, SPX for Novell-stakken.

Sammenslåingen av de fire første nivåene kalles transportdelsystemet. Det gir fullt ut det valgte kvalitetsnivået.

Sesjonsnivå

Det femte trinnet hjelper til med å regulere dialogene. Det er umulig for samtalepartnerne å avbryte hverandre eller snakke synkront. Sesjonslaget husker den aktive siden på et bestemt tidspunkt og synkroniserer informasjon, koordinerer og vedlikeholder forbindelser mellom enheter. Dens funksjoner lar deg gå tilbake til et sjekkpunkt under en lang overføring og ikke starte på nytt. På det femte trinnet kan du også avslutte forbindelsen når utvekslingen av informasjon er fullført. Spesifikasjoner på øktnivå: NetBIOS.

Representativt nivå

Den sjette fasen er involvert i å transformere data til et universelt gjenkjennelig format uten å endre innholdet. Siden ulike enheter bruker forskjellige formater, gjør informasjonen som behandles på representativt nivå det mulig for systemene å forstå hverandre, og overvinne syntaktiske og kodeforskjeller. I tillegg blir det på sjette trinn mulig å kryptere og dekryptere data, noe som sikrer hemmelighold. Eksempler på protokoller: ASCII og MIDI, SSL.

Søknadsnivå

Det syvende trinnet på listen vår og det første hvis programmet sender data over nettverket. Består av et sett med spesifikasjoner som brukeren, websider. For eksempel, når du sender meldinger med post, er det på applikasjonsnivå at en praktisk protokoll velges. Sammensetningen av spesifikasjonene for det syvende trinnet er veldig mangfoldig. For eksempel SMTP og HTTP, FTP, TFTP eller SMB.

Du hører kanskje et sted om det åttende nivået til ISO-modellen. Offisielt eksisterer den ikke, men en komisk åttende scene har dukket opp blant IT-arbeidere. Alt på grunn av det faktum at problemer kan oppstå på grunn av brukerens feil, og som du vet, er en person på høydepunktet av evolusjonen, så det åttende nivået dukket opp.

Etter å ha sett på OSI-modellen, var du i stand til å forstå den komplekse strukturen til nettverket, og nå forstår du essensen av arbeidet ditt. Det er ganske enkelt når prosessen er brutt ned!