Слоев в модели OSI компьютерной сети - манекены

Модель OSI (Open System Interconnection) разбивает различные аспекты компьютерной сети на семь различных уровней. Каждый последующий слой окутывает слой под ним, скрывая его детали от уровней выше.

Модель OSI сама по себе не является сетевым стандартом в том же смысле, что и Ethernet и TCP / IP. Скорее, модель OSI представляет собой основу, в которой могут соответствовать различные сетевые стандарты. Модель OSI определяет, какие аспекты работы сети могут быть решены различными сетевыми стандартами. Таким образом, в некотором смысле, модель OSI является стандартным стандартом.

Первые три слоя иногда называются нижними слоями . Они имеют дело с механикой передачи информации с одного компьютера на другой по сети. Слои 4-7 иногда называются верхними слоями . Они касаются того, как приложения связаны с сетью через интерфейсы прикладного программирования.

Уровень 1: Физический уровень

Нижний уровень модели OSI - это физический уровень. В нем рассматриваются физические характеристики сети, такие как типы кабелей, используемых для подключения устройств, типы используемых разъемов, продолжительность использования кабелей и т. Д. Например, стандарт Ethernet для кабеля 100BaseT определяет электрические характеристики кабелей витой пары, размер и форму разъемов, максимальную длину кабелей и т. Д.

Другим аспектом физического уровня является то, что он определяет электрические характеристики сигналов, используемых для передачи данных по кабелям с одного сетевого узла на другой. Физический уровень не определяет какого-либо особого значения для тех сигналов, кроме базовых двоичных значений 0 и 1. Более высокие уровни модели OSI должны присваивать значения битам, передаваемым на физическом уровне.

Один тип устройства физического уровня, обычно используемого в сетях, является ретранслятором . Повторитель используется для регенерации сигналов, когда вам необходимо превысить длину кабеля, разрешенную стандартом физического уровня, или когда вам необходимо перераспределить сигнал с одного кабеля на два или более кабелей.

Стационарный концентратор 10BaseT также является устройством физического уровня. Технически, концентратор является многопортовым ретранслятором , поскольку его целью является регенерация каждого сигнала, полученного на любом порту, на всех других портах концентратора. Повторители и концентраторы не проверяют содержимое сигналов, которые они регенерируют. Если они это сделают, они будут работать на уровне канала передачи данных, а не на физическом уровне.

Уровень 2: Уровень канала передачи данных

Уровень уровня передачи данных - это самый нижний уровень, на котором значение присваивается битам, которые передаются по сети. Протоколы передачи данных адресуют такие вещи, как размер каждого пакета данных, который должен быть отправлен, средство адресации каждого пакета, чтобы оно доставлялось предполагаемому получателю, и способ гарантировать, что два или более узла не будут пытаться передавать данные в сети одновременно.

Уровень передачи данных также обеспечивает базовое обнаружение и коррекцию ошибок, чтобы гарантировать, что отправленные данные совпадают с полученными данными. Если происходит некорректируемая ошибка, стандарт линии передачи данных должен указывать, как узел должен быть проинформирован об ошибке, чтобы он мог повторно передать данные.

На уровне канала передачи данных каждое устройство в сети имеет адрес, известный как адрес адрес управления доступом к среде передачи данных, или MAC-адрес. Это фактический адрес аппаратного обеспечения, назначенный устройству на заводе.

Вы можете увидеть MAC-адрес сетевого адаптера компьютера, открыв окно команды и запустив команду ipconfig / all.

Уровень 3: Сетевой уровень

Сетевой уровень обрабатывает задачу маршрутизации сетевых сообщений с одного компьютера на другой. Двумя наиболее популярными протоколами уровня 3 являются IP (которые обычно связаны с TCP) и IPX (обычно в сочетании с SPX для использования с сетями Novell и Windows).

Важной функцией сетевого уровня является логическая адресация. Каждое сетевое устройство имеет физический адрес, называемый MAC-адресом , , который назначается устройству на заводе. Когда вы покупаете карту сетевого интерфейса для установки на компьютер, MAC-адрес этой карты не может быть изменен. Но что, если вы хотите использовать другую схему адресации, чтобы ссылаться на компьютеры и другие устройства в вашей сети? Именно здесь приходит понятие логической адресации; логический адрес дает сетевому устройству место, к которому он может быть обращен в сети, - используя адрес, который вы назначаете.

Логические адреса создаются и используются протоколами сетевого уровня, такими как IP или IPX. Протокол сетевого уровня преобразует логические адреса в MAC-адреса. Например, если вы используете IP как протокол сетевого уровня, устройствам в сети назначаются IP-адреса, такие как 207. 120. 67. 30. Поскольку протокол IP должен использовать протокол уровня канала передачи данных для фактической отправки пакетов на устройства, IP должен знать, как перевести IP-адрес устройства в правильный MAC-адрес устройства. Вы можете использовать команду ipconfig для просмотра IP-адреса вашего компьютера.

Еще одна важная функция сетевого уровня - маршрутизация - поиск подходящего пути по сети. Маршрутизация вступает в игру, когда компьютер в одной сети должен отправить пакет на компьютер в другой сети. В этом случае устройство сетевого уровня, называемое маршрутизатором , пересылает пакет в целевую сеть. Важной особенностью маршрутизаторов является то, что они могут использоваться для подключения сетей, использующих разные протоколы уровня 2.Например, маршрутизатор может использоваться для подключения локальной сети, которая использует Ethernet для широкополосной сети, которая работает на другом наборе протоколов низкого уровня, таких как T1.

Уровень 4: Транспортный уровень

Транспортный уровень - это базовый уровень, на котором один сетевой компьютер взаимодействует с другим сетевым компьютером. В транспортном слое вы найдете один из самых популярных сетевых протоколов: TCP. Основная цель транспортного уровня - обеспечить надежную и безошибочную передачу пакетов по сети. Транспортный уровень делает это, устанавливая соединения между сетевыми устройствами, подтверждая получение пакетов и повторно отправляя пакеты, которые не принимаются или повреждены, когда они поступают.

Во многих случаях протокол Transport Layer делит большие сообщения на более мелкие пакеты, которые могут быть отправлены по сети эффективно. Протокол Transport Layer повторно собирает сообщение на принимающей стороне, удостоверяясь, что все пакеты, содержащиеся в одной передаче, принимаются и данные не теряются.

Уровень 5: Уровень сеанса

Уровень сеанса устанавливает сеансы (экземпляры обмена данными и обмена данными) между сетевыми узлами. Перед тем, как данные могут быть переданы по сети, необходимо установить сеанс. Сессионный уровень гарантирует, что эти сеансы будут правильно установлены и сохранены.

Уровень 6: Уровень презентации

Уровень презентации отвечает за преобразование данных, передаваемых по сети из одного типа представления в другое. Например, уровень презентации может применять сложные методы сжатия, поэтому для представления информации, когда она отправляется по сети, требуется меньше байтов данных. На другом конце передачи Transport Layer затем распаковывает данные.

Уровень презентации также может скремблировать данные до их передачи, а затем расшифровывать их на другом конце, используя сложную технологию шифрования.

Уровень 7: Уровень приложения

Самый высокий уровень модели OSI - уровень приложения - относится к методам, которые прикладные программы используют для связи с сетью. Имя этого слоя немного запутанно, потому что прикладные программы (такие как Excel или Word) на самом деле не являются частью слоя. Скорее, уровень приложения представляет собой уровень, с которым прикладные программы взаимодействуют с сетью, с использованием интерфейсов программирования для запроса сетевых сервисов. Одним из наиболее часто используемых протоколов уровня приложений является HTTP, что означает протокол передачи HyperText. HTTP является основой Всемирной паутины.