2360 подписчиков

Наиболее известные сетевые модели | Уровни модели OSI

3 января 20243 янв 2024

146

5 мин

Оглавление

Наиболее известные сетевые модели:
Уровни модели OSI:
Уровни сетевой модели TCP/IP (модели DoD)

Модель сети – теоретическое описание принципов работы набора сетевых протоколов, взаимодействующих друг с другом.
Сетевой протокол – набор правил и действий (очередности действий) позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между устройствами, включенными в сеть.

Модель обычно делится на уровни, так, чтобы протоколы вышестоящего уровня
использовали бы протоколы нижестоящего уровня (точнее, данные протокола вышестоящегоуровня передавались бы с помощью нижележащих протоколов – этот процесс называютинкапсуляцией, процесс извлечения данных вышестоящего уровня из данных нижестоящего –деинкапсуляцией).

Модели бывают как практические (использующиеся в сетях), так и теоретические(показывающие принципы реализации сетевых моделей).

Наиболее известные сетевые модели:

1. модель OSI – теоретическая, эталонная модель, описанная в международных
стандартах;
2. модель DOD (Модель TCP/IP) – практически использующаяся модель, принятая для работы в Интернете.
3. модель AppleTalk – модель работы сетей с оборудованием фирмы Apple;
4. модель SPX/IPX – модель стека SPX/IPX (семейство протоколов для локальных
вычислительных сетей).
Международная организация по стандартизации (International Organization for
Standardization, ISO) приняла в качестве эталонной сетевой модели OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model, базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем; 1978 г.).

Сетевая модель OSI — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия.

Модель состоит из семи уровней протоколов. Приложения обращаются с сетью с помощью седьмого уровня, называемого прикладным. Модель OSI заканчивается первым уровнем — физическим, на котором определены стандарты, предъявляемые производителями к средам передачи данных:

1. тип передающей среды (медный кабель, оптоволокно, радиоэфир и др.);
2. тип модуляции сигнала;
3. сигнальные уровни логических дискретных состояний (нуля и единицы).

Любой протокол модели OSI должен взаимодействовать либо с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше и/или ниже своего уровня. Взаимодействия с протоколами своего уровня называются горизонтальными, а с уровнями на единицу выше или ниже — вертикальными. Любой протокол модели OSI может выполнять только функции своего уровня и не может выполнять функций другого уровня, что не выполняется в протоколах
альтернативных моделей.

Уровни модели OSI:

7. Прикладной (application) – высший уровень модели, который обеспечивает
пользовательский прикладной программе доступ к сетевым ресурсам. Примеры задач уровня: передача файла, электронная почта, управление сетью.
6. Представительский (presentation) – обеспечивает преобразования кодов, сжатие и распаковка файлов, шифрование и дешифрование данных.
5. Сеансовый (session) – происходит управление сеансом связи; обеспечивает
инициацию и завершение сеанса – диалога между устройствами, синхронизацию ипоследовательность пакетов в сетевом диалоге, надежность соединения до конца сеанса (обработку ошибок, повторную передачу).
4. Транспортный (transport) – обеспечивает передачу данных между любыми узлами сети с требуемым уровнем надежности. На этом уровне определяются пути передачи, которые для соседних пакетов могут быть и разными.
3. Сетевой (network) – происходит определение маршрута и логическая адресация устройств; Форматирование данных осуществляется в соответствии с коммуникационной технологией (локальная сеть, глобальная сеть).
2. Канальный (data link) – осуществляется физическая адресация устройств в сети; Обеспечивает формирование фреймов (frames) – кадров, передаваемых через физические уровни, контроль ошибок и управление потоком данных (data flow control).
1. Физический (physical) – нижний уровень, на этом уровне осуществляется работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными; выполняется передача битов по физическим каналам. Определяет тип кабеля и разъемов, назначение контактов и формат физического сигнала.

Каждому уровню с некоторой долей условности соответствует свой операнд —
логически неделимый элемент данных, которым на отдельном уровне можно оперировать в рамках модели и используемых протоколов: на физическом уровне мельчайшая единица — бит, на канальном уровне информация объединена в кадры, на сетевом — в пакеты (датаграммы), на транспортном — в сегменты. Любой фрагмент данных, логически объединённых для передачи
— кадр, пакет, датаграмма — считается сообщением. Именно сообщения в общем виде являются операндами сеансового, представительского и прикладного уровней.
Соответственно, информация последовательно передается от прикладного уровня к физическому при передаче и, наоборот, от физического к прикладному при приеме.

Для запоминания названий 7-и уровней модели OSI на русском языке рекомендуют использовать фразу “Просто представь себе тачку, стремящуюся к финишу”, в которой первые буквы слов соответствуют первым буквам названий уровней.
Сетевая модель TCP/IP (Transmission Control Protocol — TCP) и Internet-протокол (IP), стала стандартом, на базе которого выросла глобальная сеть Internet.

Уровни сетевой модели TCP/IP (модели DoD)

Сетевая модель TCP/IP имеет четыре уровня:
Уровень 4 — прикладной уровень или уровень приложений (application); охватывает целых три уровня модели OSI (сеансовый, уровень представления и прикладной).
Уровень 3 — транспортный уровень (transport); соответствует одноименному уровню OSI.
Уровень 2 — межсетевой или Internet-уровень (network); происходит передача
сообщений между сетями, в том числе разнородными по устройству. Он сопоставляется сетевому уровню модели OSI. Именно здесь используется протокол IP, отвечающий за доставку пакетов информации в современных компьютерных сетях, в том числе в глобальной сети Интернет.
Уровень 1 — канальный или уровень доступа к сети (data link). Он соответствует двум уровням модели OSI: физическому и канальному. Уровень сетевого доступа отвечает за доставку данных к физическим сетевым устройствам, таким как сетевые адаптеры, в виде кадров.

Необходимо отметить, что некоторые уровни модели TCP/IP имеют те же названия, что и у уровней эталонной модели OSI. Однако функции одноименных уровней обеих моделей могут совпадать, но могут и различаться. Все функции, присущие модели OSI, полностью поддерживаются этой моделью. Эта сетевая модель также не зависит от среды передачи данных.