For å skape nye (og modernisere gamle) datanettverk og samtidig ikke møte problemene med kompatibilitet og interaksjon mellom ulike nettverksenheter, er det utviklet spesielle standarder - nettverksmodeller. Det finnes ulike nettverksmodeller, men de vanligste og generelt aksepterte er: OSI-nettverksmodellen og. Disse modellene er basert på prinsippet om å dele nettverket i lag.

OSI referansemodell

De første dagene med LAN, MAN og WAN var kaotisk på mange måter. På begynnelsen av 80-tallet av XX-tallet økte størrelsen på nettverk og antallet deres kraftig. Ettersom selskaper innså at de kunne spare betydelige penger og forbedre effektiviteten ved å bruke nettverksteknologier, skapte de nye nettverk og utvidet eksisterende like raskt som nye nettverksteknologier og nytt utstyr dukket opp.

På midten av 1980-tallet begynte imidlertid de samme selskapene å oppleve vanskeligheter med å utvide sine eksisterende nettverk. Nettverk som bruker ulike spesifikasjoner og implementert på ulike måter har funnet det stadig vanskeligere å kommunisere med hverandre. Bedrifter som befinner seg i denne situasjonen var de første som innså at det er nødvendig å gå bort fra å bruke proprietær nettverkssystemer.

For å løse problemet med nettverksinkompatibilitet og deres manglende evne til å kommunisere med hverandre, har International Organization for Standardization (ISO) utviklet ulike nettverksordninger som DECnet, Systems Network Architecture (SNA) og TCP/IP. Hensikten med å lage slike ordninger var å utvikle et sett med regler for drift av nettverk felles for alle brukere. Som et resultat av denne forskningen utviklet ISO-organisasjonen en nettverksmodell som kan hjelpe utstyrsprodusenter med å lage nettverk som er interoperable og interoperable. Prosessen med å dele opp en kompleks nettverkskommunikasjonsoppgave i mindre kan sammenlignes med prosessen med å sette sammen en bil.
Prosessen med å designe, produsere deler og sette sammen en bil, sett under ett, er svært kompleks. Det er usannsynlig at det vil være en spesialist som kan løse alle de nødvendige oppgavene når du monterer en bil: sette sammen en bil fra tilfeldig utvalgte deler eller for eksempel,
ved fremstilling av sluttproduktet direkte fra jernmalm. Av denne grunn er bildesignere engasjert i designet av bilen, designere, støperiingeniører designer støpeformer for støping av deler, og monteringsingeniører og teknikere er engasjert i å montere deler og bilen fra ferdige deler.

OSI referansemodell (OSI referansemodell), utgitt i 1984, var et beskrivende skjema laget av ISO. Denne referansemodellen ga utstyrsprodusenter et sett med standarder som sikret større interoperabilitet og bedre interoperabilitet mellom ulike nettverksteknologier og utstyr produsert av en rekke selskaper rundt om i verden.
OSI-referansemodellen er den primære modellen som brukes som
grunnlaget for nettverkskommunikasjon.
Mens andre modeller eksisterer, stoler de fleste maskinvare- og programvareprodusenter på OSI Reference Model, spesielt når de ønsker å utdanne brukere om produktene deres. OSI-referansemodellen regnes for tiden som det beste tilgjengelige verktøyet for å utdanne brukere om nettverk og mekanismene for å sende og motta data over et nettverk.

OSI-referansemodellen definerer nettverksfunksjonene som utføres av hvert av lagene. Enda viktigere, det er grunnlaget for å forstå hvordan informasjon beveger seg over nettverket. I tillegg beskriver OSI-modellen hvordan informasjon eller datapakker går fra programmer "applikasjoner (som regneark eller tekstbehandlere) over et nettverksmedium (som ledninger) til andre programmer"-applikasjoner som kjører på en annen datamaskin på det nettverket. sender og mottaker bruker ulike typer overføringsmedier.

OSI-nettverksmodelllag (også kalt OSI-referansemodell)

OSI-nettverksmodellen inneholder syv nummererte lag, som hver har sin egen spesifikke funksjon i nettverket.

• Nivå 7- påføringslag.
• Nivå 6- datapresentasjonslag.
• Nivå 5- øktnivå.
• Nivå 4- transportlag.
• Nivå 3- nettverkslag.
• Nivå 2- lenkenivå.
• Nivå 1- fysisk lag.

OSI nettverk modell lagdiagram

Denne separasjonen av nettverksfunksjoner kalles lagdeling. Å dele nettverket inn i syv nivåer gir følgende fordeler:

• er delt inn i mindre og enklere trinn;
• nettverkskomponenter er standardiserte, noe som gjør det mulig å bruke og vedlikeholde utstyr fra ulike produsenter i nettverket;
• å dele inn datautvekslingsprosessen i nivåer tillater kommunikasjon mellom ulike typer maskinvare og programvare;
• endringer på ett nivå påvirker ikke funksjonen til andre nivåer, noe som muliggjør raskere utvikling av ny programvare og maskinvareprodukter;
• Kommunikasjon på nettverket er delt inn i mindre komponenter, noe som gjør dem lettere å lære.

OSI-nettverksmodelllag og deres funksjoner

Hvert lag i OSI-modellen må utføre et annet sett med funksjoner for å kunne overføre datapakker over nettverket fra avsender til mottaker. Disse funksjonene er beskrevet nedenfor.

Nivå 7: påføringslag

Påføringslag er nærmest brukeren og leverer tjenester til hans applikasjoner. Den skiller seg fra andre nivåer ved at den ikke tilbyr tjenester til andre nivåer; i stedet gir den kun tjenester til applikasjoner som er utenfor OSI-referansemodellen. Eksempler på slike applikasjoner er regneark (som Excel) eller tekstbehandlere (som Word). Applikasjonslaget bestemmer tilgjengeligheten av sesjonspartnere for hverandre, og synkroniserer også kommunikasjon og etablerer en avtale om datagjenopprettingsprosedyrer i tilfelle feil og kontrollprosedyrer for dataintegritet. Eksempler på Layer 7-applikasjoner er protokoller Telnet og HTTP.

Nivå 6: presentasjonslag

Oppgave presentasjonslag er at applikasjonslagsinformasjon som sendes av ett system (sender) kan leses av applikasjonslaget til et annet system (mottaker). Om nødvendig konverterer presentasjonslaget dataene til et av de mange eksisterende formatene som støttes av begge systemene. En annen viktig oppgave for dette laget er datakryptering og dekryptering. Typiske nivå 6-grafikkstandarder er PICT, TIFF og JPEG. Eksempler på standarder for sjette nivå i referansemodellen som beskriver lyd- og videopresentasjonsformatet er MIDI- og MPEG-standardene.

Nivå 5: øktnivå

Som navnet på dette nivået antyder, øktlag etablerer, administrerer og avslutter en kommunikasjonsøkt mellom to arbeidsstasjoner. Sesjonsnivået leverer sine tjenester til presentasjonsnivået. Den synkroniserer også dialogen mellom presentasjonslagene til de to systemene og styrer utvekslingen av data. I tillegg til den permanente hovedfunksjonen - administrasjon, gir sesjonslaget effektiv dataoverføring, den nødvendige tjenesteklassen og distribusjon av nødmeldinger om tilstedeværelsen av problemer på sesjonslaget, presentasjonslaget eller applikasjonslaget. Eksempler på Layer 5-protokoller inkluderer Network File System (NFS), X-Window System og AppleTalk Session Protocol (ASP).

Nivå 4: transportlag

Transportlag Segmenterer dataene til sendestasjonen og setter dem sammen til én helhet på mottakersiden. Grensen mellom transportlaget og sesjonslaget kan betraktes som grensen mellom applikasjonsprotokoller og dataoverføringsprotokoller. Mens applikasjons-, presentasjons- og øktnivåene tar for seg kommunikasjonsaspektene ved applikasjonen, tar de fire nedre nivåene for seg transport av data over nettverket. Transportlaget prøver å tilby dataoverføringstjenesten på en måte som skjuler detaljene i dataoverføringen fra de høyere lagene. Spesielt er oppgaven til transportlaget å sikre påliteligheten til dataoverføring mellom to arbeidsstasjoner.
Når du leverer en kommunikasjonstjeneste, etablerer, vedlikeholder og avslutter transportlaget virtuelle kretser. For å sikre påliteligheten til transporttjenesten brukes overføringsfeildeteksjon og informasjonsflytstyring. Eksempler på Layer 4-protokoller er Transmission Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP) og Sequenced Packet Exchange (SPX).

Lag 3: nettverkslag

Nettverkslag er et integrert lag som gir rutevalg og forbindelse mellom to arbeidsstasjoner, som kan være plassert i geografisk fjerne nettverk. I tillegg håndterer nettverkslaget logiske adresseringsproblemer. Eksempler på Layer 3-protokoller er Internet Protocol (IP), Internetwork Packet Exchange (IPX) og AppleTalk.

Lag 2: Linklag

Datalinklag gir pålitelig dataoverføring over en fysisk kanal. I dette tilfellet løser lenkelaget problemene med fysisk (i motsetning til logisk) adressering, nettverkstopologianalyse, nettverkstilgang, feilmelding, ryddig levering av rammer og flytkontroll.

Nivå 1: fysisk lag

Fysisk lag definerer elektriske, prosedyremessige og funksjonelle spesifikasjoner for å aktivere, vedlikeholde og deaktivere fysiske koblinger mellom endesystemer. Spesifikasjoner for fysiske lag definerer spenningsnivåer, tidspunkt for spenningsendringer, fysisk datahastighet, maksimal overføringsavstand, fysiske tilkoblinger og andre lignende parametere.

P.S. OSI-nettverksmodellen anses av en grunn som en referansemodell. gjør det mulig å standardisere ulike nettverksteknologier, gir interaksjon mellom nettverksenheter og applikasjoner på forskjellige nivåer. En klar forståelse av inndelingen i nivåer gir en fullstendig forståelse av organiseringen av arbeidet med datanettverk. Hvis noe ikke er klart nå, må du fylle dette gapet nå, fordi å lære mer komplekse ting vil være svært vanskelig.
I praksis brukes en enklere en som har 4 nivåer.

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 åpne gardinen 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 står for Open System Interconnection. På russisk høres det slik ut: Nettverksmodell for interaksjon med åpne systemer (referansemodell). Denne modellen kan trygt kalles en standard. 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

Som nevnt ovenfor er nettverksmodellen en modell for samspillet mellom nettverksprotokoller (standarder), så på hvert nivå er det 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 et passende 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) du er interessert i, 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 noen biter fra streaming video går tapt, vil du ikke engang merke dette, selv bildet vil ikke endre seg (kanskje fargen på en piksel fra 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) viktig informasjon eller et program i arkivet. Du laster ned dette arkivet til datamaskinen din. Her trengs 100 % pålitelighet, pga 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 teksten fra en nettside - tap (eller reduksjon) av bokstaver er ikke tillatt, og når vi laster ned programmer - går alt også uten feil.

På dette nivået vil jeg skille mellom to protokoller: UDP og TCP. User Datagram Protocol (UDP) 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.

For musikk, video, videokonferanser og samtaler bruker vi derfor UDP (vi overfører data uten kontroll og uten forsinkelser), og for tekst, programmer, passord, arkiver, etc. - 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 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 med eksempler. Nå skal jeg bare liste opp noen populære.

Som alle har hørt om IP-adressen og 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).

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 står for 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). Sjåføren er noen program- det øvre undernivået til kanalnivået, gjennom hvilket det er mulig å kommunisere med de nedre nivåene, eller snarere med mikroprosessoren ( jern) Er det nedre underlaget til lenkelaget.

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) - standarden overfører data over en avstand på 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.

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.

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.

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 overlegen og regnes som den vanlige 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? Kunnskap om 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 skje trådløst. Det første trinnet er preget av dataoverføringsmediet: beskyttelse mot interferens, båndbredde, karakteristisk impedans. Kvalitetene til de elektriske sluttsignalene (type koding, spenningsnivåer og signaloverføringshastighet) er også innstilt og koblet til standardtyper av 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 de allerede ankomne dataene 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 link-layer-protokollene. 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 kanalstadiefunksjonene nok for informasjonsoverføring av høy kvalitet. 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 samlet 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 data skal nå applikasjoner og toppnivåene i stabelen, kreves det 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 en klasse av transporttjenester? 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 stack TCP / IP, SPX stack Novell.

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

Sesjonsnivå

Det femte trinnet hjelper til med å regulere dialoger. 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

Den syvende fasen på listen vår og den første hvis programmet sender data over nettverket. Består av et sett med spesifikasjoner, gjennom hvilke 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 blir ganske enkelt når prosessen brytes ned!

For å gjøre det lettere å forstå driften av alle nettverksenheter oppført i artikkelen Nettverksenheter, angående lagene i OSI-nettverksreferansemodellen, har jeg laget skjematiske tegninger med små kommentarer.

La oss starte med å huske lagene i OSI Network Reference Model og datainnkapsling.

Se hvordan data overføres mellom to tilkoblede datamaskiner. Samtidig vil jeg fremheve arbeidet med nettverkskortet på datamaskiner, tk. det er hun som er nettverksenheten, og datamaskinen er det i prinsippet ikke. (Alle bilder er klikkbare - for å forstørre bildet, klikk på det.)

En applikasjon på PC1 sender data til en annen applikasjon på en annen PC2. Fra det øvre laget (applikasjonslaget) blir data dirigert til nettverkskortet ved datalinklaget. På den konverterer nettverkskortet rammene til biter og sender dem til det fysiske mediet (for eksempel en tvunnet-par-kabel). På den andre siden av kabelen kommer et signal inn, og PC2-nettverkskortet mottar disse signalene, gjenkjenner dem som biter og danner rammer fra dem. Dataene (inneholdt i rammene) dekapsles til toppnivået, og når de når applikasjonsnivået, mottar det tilsvarende programmet på PC2 det.

Repeater. Konsentrator.

Repeateren og huben opererer på samme nivå, så de fremstilles på samme måte med hensyn til OSI-nettverksmodellen. For å gjøre det enklere å presentere nettverksenheter, vil vi vise dem mellom datamaskinene våre.

Repeater og nav-enhet for det første (fysiske) laget. De mottar signalet, gjenkjenner det og videresender signalet til alle aktive porter.

Nettverksbro. Bytte om.

Nettverksbroen og svitsjen opererer også på samme nivå (kanal) og er henholdsvis avbildet på samme måte.

Begge enhetene er allerede på andre nivå, derfor, i tillegg til å gjenkjenne signalet (som huber på første nivå), dekapsler de det (signalet) inn i rammer. Det andre nivået sammenligner sjekksummen til tilhengerrammen. Deretter læres mottakerens MAC-adresse fra rammeoverskriften, og dens tilstedeværelse i den byttede tabellen kontrolleres. Hvis adressen er til stede, blir rammen tilbake innkapslet i biter og sendt (allerede som et signal) til den tilsvarende porten. Hvis adressen ikke blir funnet, finner prosessen med å søke etter denne adressen i de tilkoblede nettverkene.

Ruter.

Som du kan se, er ruteren (eller ruteren) en enhet på tredje nivå. Slik fungerer en ruter omtrent: Et signal kommer til porten, og ruteren gjenkjenner det. Det gjenkjente signalet (bitene) danner rammer (rammer). Sjekksummen i traileren og mottakerens MAC-adresse kontrolleres. Hvis alle sjekker er vellykkede, danner rammene en pakke. På det tredje nivået undersøker ruteren pakkehodet. Den inneholder IP-adressen til destinasjonen (mottakeren). Basert på IP-adressen og sin egen rutingtabell, velger ruteren den beste ruten for pakkene for å nå destinasjonen. Etter å ha valgt banen, kapsler ruteren inn pakken i rammer og deretter i biter og sender dem som signaler til riktig port (valgt i rutetabellen).

Konklusjon

Avslutningsvis har jeg kombinert alle enhetene i ett bilde.

Nå har du nok kunnskap til å finne ut hvilke enheter og hvordan de fungerer. Hvis du fortsatt har spørsmål, spør meg og i nær fremtid vil du eller jeg eller andre brukere sikkert hjelpe.

I dagens artikkel vil jeg gå tilbake til det grunnleggende og snakke om OSI åpne systemer interoperabilitetsmodeller... Dette materialet vil være nyttig for nybegynnere systemadministratorer og alle som er interessert i å bygge datanettverk.

Alle komponenter i nettverket, fra dataoverføringsmediet til utstyret, fungerer og samhandler med hverandre etter et sett med regler som er beskrevet i den s.k. interaksjonsmodeller for åpne systemer.

Åpne systeminteraksjonsmodell OSI(Open System Interconnection) ble utviklet av International Standards Organization ISO (International Standards Organization).

I henhold til OSI-modellen går data som overføres fra kilde til destinasjon gjennom syv nivåer ... På hvert nivå utføres en spesifikk oppgave, som til slutt ikke bare garanterer levering av data til den endelige destinasjonen, men også gjør overføringen uavhengig av midlene som brukes til dette. Dermed oppnås kompatibilitet mellom nettverk med ulike topologier og nettverksutstyr.

Å separere alle nettverksfasiliteter i nivåer forenkler design og bruk. Jo høyere nivå, desto vanskeligere er problemet det løser. De tre første lagene i OSI-modellen ( fysisk, kanal, nettverk) er nært knyttet til nettverket og nettverksutstyret som brukes. De tre siste nivåene ( økt, presentasjonslag, påført) implementeres ved hjelp av operativsystemet og applikasjonsprogrammene. Transportlag fungerer som et mellomledd mellom disse to gruppene.

Før de sendes over nettverket, deles dataene i pakker , dvs. informasjonsbiter organisert på en bestemt måte slik at de er forståelige for mottaks- og overføringsenhetene. Ved sending av data behandles pakken sekvensielt ved hjelp av alle lag i OSI-modellen, fra applikasjon til fysisk. På hvert nivå, kontrollinformasjon for det nivået (kalt pakkeoverskrift ), som er nødvendig for vellykket overføring av data over nettverket.

Som et resultat begynner denne nettverksmeldingen å ligne en flerlags sandwich som skal være "spiselig" for datamaskinen som mottok den. For å gjøre dette, må du følge visse regler for utveksling av data mellom nettverksbaserte datamaskiner. Disse reglene er navngitt protokoller .

På mottakersiden behandles pakken ved hjelp av alle lag av OSI-modellen i omvendt rekkefølge, fra fysisk til applikasjon. På hvert nivå leser de passende midlene, guidet av lagprotokollen, pakkeinformasjonen, fjern deretter informasjonen som er lagt til pakken på samme nivå av sendersiden, og sender pakken ved hjelp av neste nivå. Når pakken når applikasjonslaget, vil all kontrollinformasjon bli fjernet fra pakken, og dataene vil gå tilbake til sin opprinnelige form.

La oss nå se nærmere på hvordan hvert lag i OSI-modellen fungerer:

Fysisk lag - den laveste, bak den er det en kommunikasjonskanal direkte gjennom hvilken informasjon overføres. Han deltar i organiseringen av kommunikasjon, og tar hensyn til særegenhetene til dataoverføringsmediet. Så den inneholder all informasjon om dataoverføringsmediet: signalnivå og frekvens, tilstedeværelse av interferens, signaldempningsnivå, kanalmotstand, etc. I tillegg er det han som er ansvarlig for å overføre informasjonsstrømmen og transformere den i samsvar med eksisterende kodingsmetoder. Det fysiske laget er i utgangspunktet tilordnet nettverksutstyret.
Det er verdt å merke seg at det er ved hjelp av det fysiske laget at det kablede og trådløse nettverket bestemmes. I det første tilfellet brukes en kabel som det fysiske mediet, i det andre, enhver form for trådløs kommunikasjon, for eksempel radiobølger eller infrarød stråling.

Linklag utfører den vanskeligste oppgaven - sikrer garantert dataoverføring ved hjelp av fysiske lagalgoritmer og verifiserer riktigheten av de mottatte dataene.

Før initiering av dataoverføring, bestemmes tilgjengeligheten av dataoverføringskanalen. Informasjon overføres av blokker som bærer navnet kadrer , eller rammer ... Hver slik ramme leveres med en sekvens av biter på slutten og begynnelsen av blokken, og er også supplert med en kontrollsum. Når en slik blokk mottas ved datalinklaget, må mottakeren sjekke integriteten til blokken og sammenligne den mottatte sjekksummen med sjekksummen inkludert i dens sammensetning. Hvis de stemmer overens, anses dataene som korrekte, ellers registreres en feil og det kreves en ny overføring. I alle fall sendes et signal til avsenderen med resultatet av operasjonen, og dette skjer med hver ramme. Dermed er den andre viktige oppgaven til datalinklaget datavalidering.

Koblingslaget kan implementeres både i maskinvare (for eksempel ved bruk av brytere) og ved bruk av programvare (for eksempel en nettverksadapterdriver).

Nettverkslag er nødvendig for å utføre arbeid med dataoverføring med en foreløpig bestemmelse av den optimale banen for bevegelse av pakker. Siden et nettverk kan bestå av segmenter med forskjellige topologier, er hovedoppgaven til nettverkslaget å bestemme den korteste veien, samtidig som de konverterer de logiske adressene og navnene på nettverksenheter til deres fysiske representasjon. Denne prosessen kalles ruting , og dens betydning kan neppe overvurderes. Ved å ha et rutingskjema som kontinuerlig oppdateres på grunn av forekomsten av ulike typer "overbelastning" i nettverket, utføres dataoverføring så snart som mulig og med maksimal hastighet.

Transportlag brukes til å organisere pålitelig dataoverføring, som utelukker tap av informasjon, dens feil eller duplisering. Samtidig overvåkes overholdelse av riktig rekkefølge ved overføring og mottak av data, og deler dem opp i mindre pakker eller kombinerer dem til større for å bevare integriteten til informasjonen.

Sesjonsnivå er ansvarlig for å opprette, vedlikeholde og vedlikeholde en kommunikasjonsøkt i den tiden som kreves for å fullføre overføringen av hele datamengden. I tillegg synkroniserer den overføringen av pakker ved å sjekke leveringen og integriteten til pakken. I prosessen med dataoverføring opprettes spesielle sjekkpunkter. Hvis det oppstår en feil under overføring og mottak, sendes de manglende pakkene igjen, med start fra nærmeste sjekkpunkt, som lar deg overføre hele datamengden så raskt som mulig, og gir en generelt god hastighet.

Presentasjonslag (eller, som det også kalles, representativt nivå ) er middels, dens hovedoppgave er å konvertere data fra et format for overføring over et nettverk til et format som er forståelig på et høyere nivå, og omvendt. I tillegg er han ansvarlig for å konvertere data til et enkelt format: når informasjon overføres mellom to helt forskjellige nettverk med forskjellige dataformater, før du behandler dem, er det nødvendig å bringe dem til en form som vil være forståelig for både mottakeren og avsenderen. Det er på dette nivået datakryptering og komprimeringsalgoritmer brukes.

Søknadsnivå - den siste og høyeste i OSI-modellen. Ansvarlig for kommunikasjon av nettverket med brukere - applikasjoner som krever informasjon fra nettverkstjenester på alle nivåer. Med dens hjelp kan du finne ut alt som skjedde under overføringen av data, samt informasjon om feil som oppsto under overføringen. I tillegg sikrer dette nivået driften av alle eksterne prosesser utført gjennom tilgang til nettverket - databaser, e-postklienter, filnedlastingsbehandlere, etc.

På Internett fant jeg et bilde der en ukjent forfatter presenterte OSI nettverksmodell i form av en burger. Jeg synes dette er et veldig minneverdig bilde. Hvis du plutselig i en eller annen situasjon (for eksempel ved et intervju når du søker jobb) må liste opp alle de syv nivåene av OSI-modellen i riktig rekkefølge fra minnet - bare husk dette bildet, og det vil hjelpe deg. For enkelhets skyld har jeg oversatt navnene på nivåene fra engelsk til russisk: Det var alt for i dag. I neste artikkel vil jeg fortsette emnet og snakke om.