Розглянемо у цій статті призначення рівнів еталонної моделі osi, з докладним описомкожного із семи рівнів моделі.

Процес організації принципу мережевої взаємодії, в комп'ютерних мережах, досить складне і непросте завдання, тому для здійснення цього завдання вирішили використовувати добре відомий і універсальний підхід - декомпозиція.

Декомпозиція- це науковий метод, що використовує розбиття однієї складної задачі на кілька більш простих задач – серій (модулів), пов'язаних між собою.

Багаторівневий підхід:

• всі модулі дробляться на окремі групи і сортуються за рівнями, тим самим створюючи ієрархію;
• модулі одного рівня для здійснення виконання своїх завдань посилає запити тільки до модулів безпосередньо що примикає нижчележачого рівня;
• включається роботу принцип інкапсуляції – рівень надає сервіс, ховаючи з інших рівнів деталі реалізації.

На Міжнародну Організацію зі Стандартів (International Standards Organization, ISO, створена в 1946 році) поклали завдання створення універсальної моделі, яка чітко розмежує та визначить різні рівні взаємодії систем, з поіменованими рівнями та з наділенням кожного рівня свого конкретного завдання. Цю модель назвали моделлю взаємодії відкритих систем(Open System Interconnection, OSI) або моделлю ISO/OSI .

Еталонна модель взаємозв'язку відкритих систем (семирівнева модель osi) введена в 1977 р.

Після затвердження даної моделі проблема взаємодії була розділена (декомпозірована) на сім приватних проблем, кожна з яких може бути вирішена незалежно від інших.

Рівні еталонної моделі OSIявляють собою вертикальну структуру, де всі мережеві функції розділені між сімома рівнями. Слід особливо відзначити, що кожному такому рівню відповідає суворо описані операції, обладнання та протоколи.

Взаємодія між рівнями організована так:

• по вертикалі - всередині окремо взятої ЕОМ і з сусідніми рівнями.
• по горизонталі - організовано логічну взаємодію - з тим самим рівнем іншого комп'ютера іншому кінці каналу зв'язку (тобто мережевий рівень одному комп'ютері взаємодіє з мережевим рівнем іншому комп'ютері).

Так як семирівнева модель osi складається з суворої підпорядкованої структури, то будь-який вищий рівень використовує функції нижчого рівня, причому розпізнає в якому саме вигляді та яким способом (тобто через який інтерфейс) потрібно передавати йому потік даних.

Розглянемо, як організується передача повідомлень по обчислювальної мережівідповідно до моделі OSI. Прикладний рівень – це рівень додатків, тобто даний рівень відображається у користувача у вигляді використовуваної операційної системита програм, за допомогою якої виконується надсилання даних. На початку саме прикладний рівень формує повідомлення, далі воно передається представницькому рівню, тобто спускається вниз по моделі OSI. Представницький рівень, своєю чергою, проводить аналіз заголовка прикладного рівня, виконує необхідні дії, і додає початку повідомлення свою службову інформацію, як заголовка представницького рівня, для представницького рівня вузла призначення. Далі рух повідомлення триває вниз, спускається до сеансового рівня, і він, своєю чергою, також додає свої службові дані, як заголовка спочатку повідомлення процес триває, доки досягне фізичного рівня.

Слід зазначити, що крім додавання службової інформації у вигляді заголовка на початку повідомлення, рівні можуть додавати службову інформацію і в кінці повідомлення, який називається "трейлер".

Коли повідомлення досягло фізичного рівня, повідомлення вже повністю сформовано для передачі каналом зв'язку до вузла призначення, тобто містить у собі всю службову інформацію додану на рівнях моделі OSI.

Крім терміну "дані" (data), яке використовується в моделі OSI на прикладному, представницькому та сеансовому рівнях, використовуються інші терміни на інших рівнях моделі OSI, щоб можна було відразу визначити на якому рівні моделі OSI виконується обробка.

У стандартах ISO для позначення тієї чи іншої порції даних, з якими працюють протоколи різних рівнів моделі OSI, використовують загальну назву - протокольний блок даних (Protocol Data Unit, PDU). Для позначення блоків даних певних рівнів часто використовують спеціальні назви: кадр (frame), пакет (packet), сегмент (segment).

Функції фізичного рівня

• на цьому рівні стандартизуються типи роз'ємів та призначення контактів;
• визначається, яким чином видаються "0" та "1";
• інтерфейс між мережним носієм і мережевим пристроєм (передає електричні або оптичні сигнали в кабель або радіоефір, приймає їх та перетворює на біти даних);
• функції фізичного рівня реалізуються у всіх пристроях, підключених до мережі;
• обладнання, що працює фізично: концентратори;
• Приклади мережевих інтерфейсів, що належать до фізичного рівня: RS-232C, RJ-11, RJ-45, роз'єм AUI, ВNС.

Функції канального рівня

• нульові та одиничні біти Фізичного рівня організуються у кадри - "frame". Кадр є порцією даних, яка має незалежне значення;
• організація доступу до середовища передачі;
• обробка помилок передачі;
• визначає структуру зв'язків між вузлами та способи їх адресації;
• обладнання, що працює на канальному рівні: комутатори, мости;
• приклади протоколів, що відносяться до канального рівня: Ethernet, Token Ring, FDDI, Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.

Для ЛОМ канальний рівень розбивається на два підрівні:

• LLC (LogicalLinkControl) – відповідає за встановлення каналу зв'язку та за безпомилкову посилку та прийом повідомлень даних;
• MAC (MediaAccessControl) – забезпечує спільний доступ мережевих адаптерівдо фізичного рівня, визначення меж кадрів, розпізнавання адрес призначення (наприклад, доступом до загальної шини).

Функції мережного рівня

• Виконує функції:
• визначення шляху передачі;
• визначення найкоротшого маршруту;
• відстеження неполадок та заторів у мережі.
• Вирішує завдання:
• передача повідомлень щодо зв'язків з нестандартною структурою;
• узгодження різних технологій;
• спрощення адресації у великих мережах;
• створення бар'єрів по дорозі небажаного трафіку між мережами.
• Обладнання, яке працює на мережному рівні: маршрутизатор.
• Види протоколів мережевого рівня:
• мережеві протоколи (просування пакетів через мережу: , ICMP);
• протоколи маршрутизації: RIP, OSPF;
• протоколи дозволу адрес (ARP).

Функції транспортного рівня моделі osi

• забезпечує додаткам (або прикладному та сеансовому рівням) передачу даних з необхідним ступенем надійності, компенсує недоліки надійності нижчих рівнів;
• мультиплексування та демультиплексування тобто. збору та розбирання пакетів;
• протоколи призначені для взаємодії типу «крапка-крапка»;
• починаючи з цього рівня, протоколи реалізуються програмними засобамикінцевих вузлів мережі – компонентами їх мережевих ОС;
• приклади: протоколи TCP, UDP.

Функції сеансового рівня

• підтримка сеансу зв'язку, дозволяючи додаткам взаємодіяти між собою тривалий час;
• створення/завершення сеансу;
• обмін інформацією;
• синхронізація завдань;
• визначення права на передачу даних;
• підтримкою сеансу у періоди неактивності додатків.
• синхронізація передачі забезпечується поміщенням у потік даних контрольних точок, з яких відновлюється процес при збоях.

Функції представницького рівня

• відповідає за перетворення протоколів та кодування/декодування даних. Запити додатків, отримані з рівня додатків, перетворює на формат передачі по мережі, а отримані з мережі дані перетворює на формат, зрозумілий додаткам;
• можливе здійснення:
• стиснення/розпакування або кодування/декодування даних;
• перенаправлення запитів іншому мережному ресурсуякщо вони не можуть бути оброблені локально.
• приклад: протокол SSL (Забезпечує секретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня TCP/IP).

Функції прикладного рівня моделі osi

• є набором різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі отримують доступ до ресурсів, що розділяються, організують спільну роботу;
• забезпечує взаємодію мережі та користувача;
• дозволяє програмам користувача мати доступ до мережевих служб, таких як обробник запитів до баз даних, доступ до файлів, пересилання електронної пошти;
• відповідає за передачу службової інформації;
• надає додаткам інформацію про помилки;
• Приклад: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

Сетезалежні та мереженезалежні рівні семирівневої моделі osi

За своїм функціональним можливостямсім рівнів моделі OSI можна віднести до однієї з двох груп:

• група, де рівні залежать від конкретної технічної реалізації комп'ютерної мережі. Фізичний, канальний і мережевий рівні - є сетезависимыми, тобто ці рівні нерозривно пов'язані з конкретним використовуваним мережевим устаткуванням.
• група, у якій рівні переважно орієнтовані працювати з додатками. Сеансовий, представницький та прикладний рівні - орієнтовані на використовувані додатки і практично не залежать від того, яке саме мережеве обладнання використовується в комп'ютерній мережі, тобто незалежні.

), IPX, IGMP, ICMP, ARP.

Потрібно розуміти, чому виникла необхідність до побудови мережного рівня, чому мережі побудовані за допомогою засобів канального та фізичного рівня не змогли задовольняти вимоги користувачів.

Створити складну, структуровану мережу з інтеграцією різних базових мережевих технологій, можна і засобами канального рівня: для цього можуть бути використані деякі типи мостів та комутаторів. Природно загалом трафік у мережі складається випадковим чином, але з іншого боку він характеризується і деякими закономірностями. Як правило, в такій мережі деякі користувачі, які працюють над загальним завданням (наприклад, співробітники одного відділу) найчастіше звертаються із запитами або один до одного, або до спільного сервера, і лише іноді їм потрібний доступ до ресурсів комп'ютерів іншого відділу. Тому, залежно від мережевого трафіку, комп'ютери в мережі поділяють на групи, які називають сегменти мережі. Комп'ютери об'єднуються в групу, якщо більшість їх повідомлень призначена (адресована) комп'ютерам цієї групи. Поділ мережі на сегменти, можуть здійснювати мости та комутатори. Вони екранують локальний трафік усередині сегмента, не передаючи за його межі жодних кадрів, окрім тих, які адресовані комп'ютерам, які знаходяться в інших сегментах. Таким чином, одна мережа розпадається на окремі підмережі. З цих підмереж надалі можуть бути побудовані складові мережі досить великих розмірів.

Ідея розбиття на підмережі – це основа побудови складових мереж.

Мережа називається складовий(Internet або internet), якщо вона може бути представлена ​​у вигляді сукупності декількох мереж. Мережі, що входять до складової мережі, називаються підмережами (subnet), складовими мережами або просто мережами, кожна з яких може працювати на основі власної технології канального рівня (хоча це й не обов'язково).

Але, втілення цієї ідеї в життя за допомогою повторювачів, мостів та комутаторів має дуже суттєві обмеження та недоліки.

У топології мережі побудованої як з допомогою повторювачів, і мостів чи комутаторів, повинні бути відсутні петлі. Справді, міст або комутатор може вирішувати завдання доставки пакета адресату лише тоді, коли між відправником та одержувачем існує єдиний шлях. Хоча в той же час наявність надлишкових зв'язків, які й утворюють петлі, часто потрібна для кращого балансування навантаження, а також для підвищення надійності мережі за рахунок утворення резервних шляхів.

Логічні сегменти мережі, розташовані між мостами чи комутаторами, слабко ізольовані друг від друга. Вони не захищені від широкомовних штормів. Якщо будь-яка станція посилає широкомовне повідомлення, це повідомлення передається всім станціям всіх логічних сегментів мережі. Адміністратор повинен вручну обмежувати кількість широкомовних пакетів, яку дозволяється генерувати деякому вузлу в одиницю часу. У принципі, деяким чином вдалося ліквідувати проблему широкомовних штормів з використанням механізму віртуальних мереж (Налаштування VLAN Debian D-Link), реалізованого в багатьох комутаторах. Але в цьому випадку, хоча й можливо, досить гнучко створювати ізольовані за трафіку групи станцій, але при цьому вони ізольовані повністю, тобто вузли однієї віртуальної мережіне можуть взаємодіяти з вузлами іншої віртуальної мережі.

У мережах, побудованих з урахуванням мостів і комутаторів, досить складно вирішується завдання управління трафіком з урахуванням значення даних, які у пакеті. У таких мережах це можливо тільки за допомогою фільтрів користувача, для завдання яких адміністратору доводиться мати справу з двійковим поданням вмісту пакетів.

Реалізація транспортної підсистеми лише засобами фізичного та канального рівнів, до яких належать мости та комутатори, призводить до недостатньо гнучкої, однорівневої системи адресації: як адреса станції одержувача використовується MAC-адреса - адреса, яка жорстко пов'язана з мережним адаптером.

Усі наведені недоліки мостів та комутаторів пов'язані лише з тим, що вони працюють за протоколами канального рівня. Вся справа в тому, що ці протоколи у явному вигляді не визначають поняття частина мережі (або підмережі, або сегмент), яке можна було б використовувати при структуризації великої мережі. Тому розробники мережевих технологій вирішили доручити завдання побудови складової мережі новому рівню – мережному.

Розроблена ця модель була в далекому 1984 Міжнародною організацією зі стандартизації (International Standard Organization, ISO), і в оригіналі називається Open Systems Interconnection, OSI.
Модель взаємодії відкритих систем (за фактом – модель мережевої взаємодії) є стандартом для проектування мережевих комунікацій та передбачає рівневий підхід до побудови мереж.
Кожен рівень моделі обслуговує різні етапи процесу взаємодії. За допомогою поділу на рівні мережева модель OSI спрощує спільну роботу обладнання та програмного забезпечення. Модель OSIподіляє мережеві функції на сім рівнів: прикладний, рівень уявлення, сесійний, транспортний, мережевий, канальний та фізичний.

• Фізичний рівень(Physical layer) - визначає спосіб фізичного з'єднання комп'ютерів у мережі. Функціями засобів, що належать до даного рівня, є побітове перетворення цифрових даних на сигнали, що передаються по фізичному середовищу (наприклад, по кабелю), а також передача сигналів.
• Канальний рівень(Data Link layer) - відповідає за організацію передачі даних між абонентами через фізичний рівень, тому на даному рівні передбачені засоби адресації, що дозволяють однозначно ідентифікувати відправника та одержувача у всій множині абонентів, підключених до загальної лінії зв'язку. До функцій даного рівня також входить упорядкування передачі з метою паралельного використання однієї лінії зв'язку кількома парами абонентів. Крім того, засоби канального рівня забезпечують перевірку помилок, які можуть виникати під час передачі даних фізичним рівнем.
• Мережевий рівень(Network layer) - забезпечує доставку даних між комп'ютерами мережі, що є об'єднанням різних фізичних мереж. Цей рівень передбачає наявність засобів логічної адресації, що дозволяють однозначно ідентифікувати комп'ютер об'єднаної мережі. Однією з основних функцій, виконуваних засобами цього рівня, є цілеспрямована передача даних конкретного одержувача.
• Транспортний рівень(Transport layer) – реалізує передачу даних між двома програмами, що функціонують на різних комп'ютерах, забезпечуючи при цьому відсутність втрат та дублювання інформації, які можуть виникати внаслідок помилок передачі нижніх рівнів. Якщо дані, що передаються через транспортний рівень, піддаються фрагментації, то кошти даного рівня гарантують складання фрагментів у правильному порядку.
• Сесійний (або сеансовий) рівень(Session layer) – дозволяє двом програмам підтримувати тривалу взаємодію по мережі, яка називається сесією (session) або сеансом. Цей рівень керує встановленням сеансу, обміном інформацією та завершенням сеансу. Він також відповідає за ідентифікацію, дозволяючи цим лише певним абонентам брати участь у сеансі, та забезпечує роботу служб безпеки з метою упорядкування доступу до інформації сесії.
• Рівень вистави(Presentation layer) - здійснює проміжне перетворення даних вихідного повідомлення на загальний формат, передбачений засобами нижніх рівнів, і навіть зворотне перетворення вхідних даних із загального формату на формат, зрозумілий одержує програмі.
• Прикладний рівень(Application layer) - надає високорівневі функції мережевої взаємодії, такі, як передача файлів, надсилання повідомлень електронній поштіі т.п.

Модель OSI простиммовою

Мережеві моделі. Частина 1. OSI.

Еталонна мережева модель OSI

Як говорилося вище, мережева модель – це модель взаємодії мережевих протоколів (стандартів), на кожному рівні й присутні свої протоколи. Перераховувати їх нудний процес (та й нема до чого), тому краще розберемо все на прикладі, адже засвоюваність матеріалу на прикладах набагато вища;)

Прикладний рівень

Представницький рівень

Сеансовий рівень

Транспортний рівень

Мережевий рівень

Канальний рівень

Фізичний рівень

Висновок

І знову привіт дорогі друзі, сьогодні ми з вами розберемося в тому, що ж таке мережева модель OSI, навіщо вона, власне кажучи, призначена.

Як ви вже мабуть розумієте, сучасні мережі влаштовані дуже і дуже складно, в них протікає безліч різних процесів, виконуються сотні дій. Для того щоб спростити процес опису даного різноманіття функцій мережі (а що ще важливіше спростити процес подальшої розробки даних функцій) були спроби їх структурування. В результаті структурування всі функції виконуються комп'ютерною мережею, Поділяються на кілька рівнів, кожен з яких відповідає тільки за певне, вузькоспеціалізоване коло завдань. Тут мережну модель можна порівняти із структурою компанії. Компанія поділена на відділи. Кожен відділ виконує свої функції, але під час роботи контактує з іншими відділами.

Поділ функцій за допомогою мережевої моделі

Взаємодія між рівнями мережі OSI

Робота на деяких рівнях мережної моделі OSI

Спілкування двох систем із позиції моделі OSI

Демонстрація принципу інкапсуляції

Рівні моделі взаємодії відкритих систем

Прикладний рівень є точкою, якою програми спілкуються з мережею (точка входу до моделі OSI). За допомогою цього рівня моделі OSI виконуються такі завдання: керування мережею, керування зайнятістю системи, керування передачею файлів, ідентифікація користувачів за їхніми паролями. Прикладами протоколів цього рівня є: HTTP, SMTP, RDP та ін. Дуже часто протоколи прикладного рівня виконують одночасно функції протоколів представницького та сеансового рівнів.

Цей рівень відповідає за формат представлення даних. Грубо кажучи, він перетворює дані отримані від рівня додатків до формату придатного для передачі через мережу (ну і відповідно виконує зворотну операцію перетворюючи інформацію, отриману з мережі, до формату придатного для обробки додатками).

На цьому рівні відбувається встановлення, підтримка та управління сеансом зв'язку між двома системами. Саме цей рівень відповідає за підтримку зв'язку між системами на весь проміжок часу, протягом якого відбувається їх взаємодія.

Протоколи цього рівня мережевої моделі OSI відповідають за передачу даних від однієї системи іншій. На цьому рівні великі блоки даних поділяються на дрібніші блоки, придатні для обробки мережевим рівнем (дуже дрібні блоки даних об'єднуються в більші), дані блоки відповідним чином маркуються для їхнього подальшого відновлення на стороні, що приймає. Також при використанні відповідних протоколів даний рівень здатний забезпечити контроль доставки пакетів мережного рівня. Блок даних, яким оперують цей рівень, зазвичай називається сегментом. Прикладами протоколів цього рівня є: TCP, UDP, SPX, ATP та ін.

Цей рівень відповідає за маршрутизацію (визначення оптимальних маршрутів від однієї системи до іншої) блоків даних цього рівня. Блок даних цього рівня зазвичай називається пакетом. Також цей рівень відповідає за логічну адресацію систем (ті самі IP адреси), на основі якої якраз і відбувається маршрутизація. До протоколів цього рівня можна віднести: IP, IPX та інших, до пристроїв чинним цьому рівні – маршрутизатори.

Цей рівень відповідає за фізичну адресацію пристроїв мережі (MAC адреси), управління доступом до середовища, а також корекцію помилок допущених фізичним рівнем. Блок даних, що використовується на канальному рівні прийнято називати кадром. До цього рівня належать такі пристрої: комутатори (не всі), мости та д.р. Типовою технологією, що використовує даний рівень є Ethernet.

Здійснює передачу оптичних або електричних імпульсів обраного середовища передачі. До пристроїв цього рівня можна віднести всілякі повторювачі та концентратори.

Виразно починати краще з теорії, а потім, плавно, переходити до практики. Тому спочатку розглянемо мережну модель (теоретична модель), а потім відкриємо завісу на те, як теоретична мережева модель вписується в мережеву інфраструктуру (на мережне обладнання, комп'ютери користувачів, кабелі, радіохвилі тощо).

Отже, мережева модель- Це модель взаємодії мережевих протоколів. А протоколи у свою чергу, це стандарти, які визначають яким чином обмінюватимуться даними різні програми.

Поясню на прикладі: відкриваючи будь-яку сторінку в інтернеті, сервер (де знаходиться сторінка) пересилає у Ваш браузер дані (гіпертекстовий документ) за протоколом HTTP. Завдяки протоколу HTTP Ваш браузер, отримуючи дані з сервера, знає, як їх потрібно обробити, та успішно обробляє їх, показуючи Вам запитувану сторінку.

Якщо Ви ще не в курсі що являє собою сторінку в інтернеті, то поясню в двох словах: будь-який текст на веб-сторінці укладений у спеціальні теги, які вказують браузеру який розмір тексту використовувати, його колір, розташування на сторінці (ліворуч, праворуч або по центру). Ідеться як тексту, а й картинок, форм, активних елементів і взагалі всього контенту, тобто. того, що є на сторінці. Браузер, виявляючи теги, діє відповідно до їхнього розпорядження, і показує Вам оброблені дані, які укладені в ці теги. Ви самі можете побачити теги цієї сторінки (і цей текст між тегами), для цього зайдіть в меню вашого браузера і виберіть - перегляд вихідного коду.

Не сильно відволікатимемося, "Мережева модель" потрібна тема для тих, хто хоче стати фахівцем. Ця стаття складається з 3х частин і для Вас, Я постарався написати не нудно, тямуще і коротко. Для отримання подробиць, або отримання додаткового роз'яснення, відпишіться в коментарях внизу сторінки, і я неодмінно допоможу Вам.

Ми, як і в Мережевій Академії Cisco, розглянемо дві мережеві моделі: модель OSI і модель TCP/IP (іноді її називають DOD), а заразом і порівняємо їх.

OSI розшифровується як Open System Interconnection. Російською мовою це звучить так: Мережева модель взаємодії відкритих систем (еталонна модель). Цю модель можна назвати стандартом. Саме цією моделлю дотримуються виробники мережевих пристроїв, коли розробляють нові продукти.

Мережева модель OSI складається з 7 рівнів, причому прийнято починати відлік із нижнього.

Перерахуємо їх:

• 7. Прикладний рівень (application layer)
• 6. Представницький рівень чи рівень подання (presentation layer)
• 5. Сеансовий рівень (session layer)
• 4. Транспортний рівень (transport layer)
• 3. Мережевий рівень (network layer)
• 2. Канальний рівень (data link layer)
• 1. Фізичний рівень (physical layer)

Як говорилося вище, мережева модель – це модель взаємодії мережевих протоколів (стандартів), на кожному рівні й присутні свої протоколи. Перераховувати їх нудний процес (та й нема до чого), тому краще розберемо все на прикладі, адже засвоюваність матеріалу на прикладах набагато вища;)

Прикладний рівень

Прикладний рівень або рівень додатків (application layer) – це найвищий рівень моделі. Він здійснює зв'язок додатків користувача з мережею. Ці програми нам усім знайомі: перегляд веб-сторінок (HTTP), передача та прийом пошти (SMTP, POP3), прийом та отримання файлів (FTP, TFTP), віддалений доступ (Telnet) тощо.

Представницький рівень

Представницький рівень або рівень подання даних (presentation layer) – він перетворює дані на відповідний формат. На прикладі зрозуміти простіше: ті картинки (всі зображення) які ви бачите на екрані передаються при пересиланні файлу у вигляді маленьких порцій одиниць та нуліків (бітів). Так ось, коли Ви надсилаєте своєму другу фотографію електронною поштою, протокол Прикладного рівня SMTP відправляє фотографію на нижній рівень, тобто. на рівень Подання. Де Ваша фотка перетворюється на зручний вигляд даних для нижчих рівнів, наприклад на біти (одиниці та нулі).

Саме таким чином, коли Ваш друг почне отримувати Ваше фото, йому воно надходитиме у вигляді тих самих одиниць і нулів, і саме рівень Подання перетворює біти на повноцінне фото, наприклад JPEG.

Ось так і працює цей рівень із протоколами (стандартами) зображень (JPEG, GIF, PNG, TIFF), кодувань (ASCII, EBDIC), музики та відео (MPEG) тощо.

Сеансовий рівень

Сеансовий рівень чи рівень сесій(session layer) – як видно з назви, він організує сеанс зв'язку між комп'ютерами. Хорошим прикладом будуть аудіо та відеоконференції, на цьому рівні встановлюється, яким кодеком кодуватиметься сигнал, причому цей кодек повинен бути присутнім на обох машинах. Ще прикладом може бути протокол SMPP (Short message peer-to-peer protocol), з допомогою нього надсилаються добре відомі нам СМСки і USSD запити. І останній приклад: PAP (Password Authentication Protocol) - це старий протокол для відправлення імені користувача та пароля на сервер без шифрування.

Більше про сеансовий рівень нічого не скажу, інакше заглибимося в нудні особливості протоколів. А якщо вони (особливості) Вас цікавлять, пишіть листи мені або залишайте повідомлення в коментарях з проханням розкрити тему докладніше, і нова стаття не змусить себе довго чекати;

Транспортний рівень

Транспортний рівень (transport layer) – цей рівень забезпечує надійність передачі від відправника до одержувачу. Насправді все дуже просто, наприклад, ви спілкуєтеся за допомогою веб-камери зі своїм другом або викладачем. Чи потрібна тут надійна доставка кожного біта переданого зображення? Звичайно ні, якщо загубиться кілька бітів з потокового відео Ви навіть цього не помітите, навіть картинка не зміниться (м.б. зміниться колір одного пікселя з 900 000 пікселів, який промайне зі швидкістю 24 кадри в секунду).

А тепер наведемо такий приклад: Вам друг пересилає (наприклад, поштою) в архіві важливу інформацію або програму. Ви завантажуєте собі на комп'ютер цей архів. Ось тут надійність необхідна 100%, т.к. якщо пару біт при закачуванні архіву загубляться – Ви зможете його розархівувати, тобто. витягти необхідні дані. Або уявіть собі відправку пароля на сервер, і в дорозі один біт загубився - пароль вже втратить свій вигляд і значення зміниться.

Таким чином, коли ми дивимося відео в інтернеті, іноді ми бачимо деякі артефакти, затримки, шуми і т.п. А коли ми читаємо текст із веб-сторінки – втрата (або скривання) букв не допустима, і коли завантажуємо програми – теж все проходить без помилок.

На цьому рівні я виокремлю два протоколи: UDP та TCP. UDP протокол (User Datagram Protocol) передає дані без встановлення з'єднання, не підтверджує доставку даних і робить повтори. TCP протокол (Transmission Control Protocol), який перед передачею встановлює з'єднання, підтверджує доставку даних, за необхідності робить повтор, гарантує цілісність та правильну послідовність даних, що завантажуються.

Отже, для музики, відео, відеоконференцій та дзвінків використовуємо UDP (передаємо дані без перевірки та без затримок), а для тексту, програм, паролів, архівів тощо. – TCP (передача даних із підтвердженням про отримання, витрачається більше часу).

Мережевий рівень

Мережевий рівень (network layer) – цей рівень визначає шлях, яким дані будуть передані. І, між іншим, це третій рівень Мережевої моделі OSI, а існують такі пристрої, які і називають пристроями третього рівня – маршрутизатори.

Всі ми чули про IP-адресу, ось це і здійснює протокол IP (Internet Protocol). IP-адреса – це логічна адреса в мережі.

На цьому рівні досить багато протоколів і всі ці протоколи ми розберемо докладніше пізніше, в окремих статтях та на прикладах. Зараз же лише перерахую кілька популярних.

Як про IP-адресу всі чули і про команду ping – це працює протокол ICMP.

Ті самі маршрутизатори (з якими ми і працюватимемо надалі) використовують протоколи цього рівня для маршрутизації пакетів (RIP, EIGRP, OSPF).

Канальний рівень

Канальний рівень (data link layer) – він потрібний для взаємодії мереж фізично. Напевно, всі чули про MAC-адресу, ось вона є фізичною адресою. Пристрої канального рівня – комутатори, концентратори тощо.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Інститут інженерів з електротехніки та електроніки) визначає канальний рівень двома підрівнями: LLC та MAC.

LLC - керування логічним каналом (Logical Link Control), створений для взаємодії з верхнім рівнем.

MAC – керування доступом до передавального середовища (Media Access Control), створений для взаємодії з нижнім рівнем.

Поясню на прикладі: у Вашому комп'ютері (ноутбуку, комунікаторі) є мережева карта (або якийсь інший адаптер), так для взаємодії з нею (з картою) існує драйвер. Драйвер – це деяка програма- верхній підрівень канального рівня, через яку таки можна зв'язатися з нижніми рівнями, а точніше з мікропроцесором ( залізо) – нижній підрівень канального рівня.

Типових представників цьому рівні багато. PPP (Point-to-Point) – це протокол для зв'язку двох комп'ютерів безпосередньо. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – стандарт передає дані на відстань до 200 км. CDP (Cisco Discovery Protocol) – це проприєтарний (власний) протокол, що належить компанії Cisco Systems, за допомогою якого можна виявити сусідні пристрої та отримати інформацію про ці пристрої.

Фізичний рівень

Фізичний рівень (physical layer) – найнижчий рівень, що безпосередньо здійснює передачу потоку даних. Протоколи нам усім добре відомі: Bluetooth, IRDA (Інфрачервоний зв'язок), мідні дроти (кручена пара, телефонна лінія), Wi-Fi, і т.д.

Висновок

Ось ми розібрали мережеву модель OSI. У наступній частині приступимо до Мережевої моделі TCP/IP, вона менша і протоколи самі. Для успішного складання тестів CCNA треба провести порівняння та виявити відмінності, що й буде зроблено.

Для узгодження роботи пристроїв мережі від різних виробників, забезпечення взаємодії мереж, які використовують різне середовищепоширення сигналу створено еталонну модель взаємодії відкритих систем (ВОС). Еталонна модель побудована за ієрархічним принципом. Кожен рівень забезпечує сервіс вищого рівня та користується послугами нижчого рівня.

Обробка даних починається з прикладного рівня. Після цього дані проходять через всі рівні еталонної моделі, і через фізичний рівень відправляються в канал зв'язку. На прийомі відбувається зворотна обробка даних.

У еталонній моделі OSI вводяться два поняття: протоколі інтерфейс.

Протокол – це набір правил, з урахуванням яких взаємодіють рівні різних відкритих систем.

Інтерфейс – це сукупність засобів та методів взаємодії між елементами відкритої системи.

Протокол визначає правила взаємодії модулів одного рівня різних вузлах, а інтерфейс – модулів сусідніх рівнів одному вузлі.

Усього існує сім рівнів еталонної моделі OSI. Варто зазначити, що у реальних стеках використовується менше рівнів. Наприклад, у популярному TCP/IP використовується лише чотири рівні. Чому так? Пояснимо трохи пізніше. А зараз розглянемо кожен із семи рівнів окремо.

Рівні моделі OSI:

• фізичний рівень. Визначає вид середовища передачі, фізичні та електричні характеристики інтерфейсів, вид сигналу. Цей рівень має справу з бітами інформації. Приклади протоколів фізичного рівня: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
• Канальний рівень. Відповідає за доступ до середовища передачі, виправлення помилок, надійну передачу даних. На прийоміотримані з фізичного рівня дані упаковуються в кадри, після чого перевіряється їх цілісність. Якщо помилок немає, дані передаються на мережевий рівень. Якщо помилки є, кадр відкидається і формується запит на повторну передачу. Канальний рівень поділяється на два підрівні: MAC (Media Access Control) та LLC (Locical Link Control). MAC регулює доступ до фізичного середовища, що розділяється. LLC забезпечує обслуговування мережного рівня. На канальному рівні працюють комутатори. Приклади протоколів: Ethernet, PPP.
• Мережевий рівень. Його основними завданнями є маршрутизація – визначення оптимального шляху передачі, логічна адресація вузлів. Крім того, на цей рівень можуть бути покладені завдання пошуку несправностей в мережі (протокол ICMP). Мережевий рівень працює із пакетами. Приклади протоколів IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
• Транспортний рівень. Призначений для доставки даних без помилок, втрат та дублювання у тій послідовності, як вони були передані. Виконує наскрізний контроль передачі від відправника до одержувача. Приклади протоколів TCP, UDP.
• Сеансовий рівень. Керує створенням/підтримкою/завершенням сеансу зв'язку. Приклади протоколів: L2TP, RTCP.
• Представницький рівень. Здійснює перетворення даних у потрібну форму, шифрування/кодування, стиснення.
• Прикладний рівень. Здійснює взаємодію між користувачем та мережею. Взаємодіє з додатками за клієнта. Приклади протоколів: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

Після знайомства з стандартною моделлю, розглянемо стек протоколів TCP/IP.

У моделі TCP/IP визначено чотири рівні. Як видно з малюнку вище – один рівень TCP/IP може відповідати кільком рівням моделі OSI.

Рівні моделі TCP/IP:

• Рівень мережних інтерфейсів. Відповідає двом нижнім рівням моделі OSI: канальному та фізичному. Виходячи з цього, зрозуміло, що даний рівень визначає характеристики середовища передачі (кручена пара, оптичне волокно, радіоефір), вид сигналу, спосіб кодування, доступ до середовища передачі, виправлення помилок, фізичну адресацію (MAC-адреси). У моделі TCP/IP цьому рівні працює протокол Ethrnet та її похідні (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
• Рівень міжмережевої взаємодії. Відповідає мережевому рівню моделі OSI. Бере він всі його функції: маршрутизацію, логічну адресація (IP-адреси). На цьому рівні працює протокол IP.
• Транспортний рівень. Відповідає транспортному рівню OSI. Відповідає за доставку пакетів від джерела до одержувача. на даному рівнізадіяно два протоколи: TCP і UDP. TCP є більш надійним, ніж UDP за рахунок створення попереднього з'єднання запитів на повторну передачу при виникненні помилок. Однак, в той же час, TCP повільніше, ніж UDP.
• Прикладний рівень. Його головне завдання – взаємодія з додатками та процесами на хостах. Приклади протоколів: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Інкапсуляція - це метод упаковки пакета даних, при якому незалежні один від одного службові заголовки пакета абстрагуються від заголовків нижчестоящих рівнів шляхом їх включення до вищестоящих рівнів.

Розглянемо на конкретному прикладі. Нехай ми хочемо потрапити із комп'ютера на сайт. Для цього комп'ютер повинен підготувати http-запит на отримання ресурсів веб-сервера, на якому зберігається потрібна нам сторінка сайту. На прикладному рівні до даних браузера додається HTTP-заголовок. Далі на транспортному рівні до нашого пакету додається TCP-заголовок, що містить номери портів відправника та одержувача (80 порт – для HTTP). На мережному рівні формується IP-заголовок, що містить IP-адреси відправника та одержувача. Безпосередньо перед передачею, на канальному рівні додається Ethrnet-заголовок, який містить фізичні (MAC-адреси) відправника та одержувача. Після всіх цих процедур пакет у вигляді біт інформації передається по мережі. На прийомі відбувається зворотна процедура. Web-сервер на кожному рівні перевірятиме відповідний заголовок. Якщо перевірка пройшла вдало, заголовок відкидається і пакет переходить на верхній рівень. В іншому випадку, весь пакет відкидається.