Сетевая модель OSI описывает, в теории, какие уровни должны проходить сетевые пакеты, для того чтобы без проблем осуществлялась передача данных между устройствами в сети.
Данная модель была предложена Международной компанией по стандартизации в 1984 году.
Основная идея модели это разделение процесса передачи данных на 7 уровней.
На каждом этапе данные на устройстве отправителя инкапсулируются с уровня L7 до уровня L1 (уровни в модели OSI также обозначают как L1, L2, ..., L7), а на устройстве получателя декапсулируются в обратном порядке.
На каждом этапе инкапсуляции данные дополняются дополнительными заголовками со служебной информацией. Эти заголовки читает и "отбрасывает" получатель.
Физический уровень
Самый нижний уровень, который отвечает за передачу неструктурированных битов данных по физическим средствам, например через кабели. Вы с ними сталкивались много раз
На физическом уровне используются протоколы:
- Ethernet — стандарты Ethernet регламентируют типы кабелей и их характеристики.
- USB (Universal Serial Bus) — определяет технические характеристики, питания и конструкции разъёмов.
- Bluetooth PHY (Physical Layer) — определяет параметры радиопередачи данных.
Канальный уровень
Второй уровень, отвечает за корректную передачу данные внутри одной локальной сети LAN(Local Area Network), например в кабинете информатики в школе или в офисе небольшой компании.
На канальном уровне данные делятся на кадры (фреймы) и готовятся к последующей передаче.
На данном уровне работают коммутаторы, которые строят таблицу MAC (Media Access Control)-адресов, "опрашивая" все подключенные устройства; те отвечают физическим адресом
Используются протоколы:
- Ethernet — объединяет функции двух уровней OSI: канального и физического (стандарт 802.3 описывает и формат кадра, и электрические сигналы). Логически Ethernet — это канальный протокол с MAC-адресацией.
- Wi-Fi (802.11) — стандарты беспроводной передачи данных.
- PPP — протокол соединения «точка-точка».
Сетевой уровень
Описывает, как пакеты передаются в глобальной сети WAN (Wide Area Network), используя логическую адресацию — IP-адреса. Определяет наименее затратные пути для передачи пакетов между сетями и за присвоение и управление IP-адресами.
Использует протоколы:
- IP (Internet Protocol) — логический адрес для определения устройства в глобальной сети.
- ICMP (Internet Control Message Protocol) — используется для диагностики сети.
- IPsec — набор протоколов для защищённой передачи данных через IP.
- ARP (Address Resolution Protocol) — связывает IP-адреса с MAC-адресами.
- OSPF (Open Shortest Path First) — протокол маршрутизации, используемый для определения наименее затратного пути передачи данных через IP-сеть.
Транспортный уровень
На транспортном уровне обеспечивается надёжная передача данных между устройствами. Данные, посланные с уровня выше, разбиваются на сегменты. На данном уровне работают компьютеры и серверы.
Использует протоколы
- TCP (Transmission Control Protocol) — протокол гарантирует передачу сегментов между узлами в сети (с подтверждением доставки). Используется там, где важна надёжность, например веб-ресурсы или передача файлов.
- UDP (User Datagram Protocol) — обеспечивает передачу сегментов без подтверждения доставки.
Сеансовый уровень
Пятый уровень, отвечает за установку, поддержание и завершения сеансов связи между прикладными программами. Пример передача мультимедиа между узлами.
Протоколы:
- SIP (Session Initialization Protocol) — используется для инициализации и поддержания сеансов связи, такие как VoIP-звонки.
- NetBIOS (Network Basic Input/Output System) — протокол для создания сеансов связи в локальной сети.
Уровень представления
Уровень представления описывает, как будут представлены данные, в какой кодировке будут переданы, обеспечивает конкретную интерпретацию на принимающей стороне.
Протоколы:
- SSL (Secure Socket Layer) и TLS (Transport Layer Security) — протоколы обеспечивающие защищённую передачу данных.
- ASCII и Unicode — стандарты кодировки текста.
Прикладной уровень
Самый верхний уровень отвечающий за взаимодействие прикладных программ с сетью. На прикладном уровне обеспечивается аутентификация пользователей, определение требований к конфиденциальности и целостности данных.
Протоколы:
- HTTP/HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol) — протоколы передачи гипертекста, используются для веб-ресурсов.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол передачи электронных сообщений между узлами в сети.
- FTP (File Transfer Protocol) — протокол для передачи файлов.
- DNS (Domain Name System) — DNS -сервера отвечают за преобразование доменных имён веб-ресурсов в IP-адреса и наоборот.
Понимание модели OSI является важным для осознания того как передаются данные в сети и как работает интернет в принципе.
Данная модель работает лишь в теории и была модернизирована в модель TCP/IP, так как на практике всё оказалось сложнее.