ingångReferensmodellen för interaktion mellan Open OSI-system har. OSI referensmodell
Att samordna driften av nätverksenheterna från olika tillverkareSäkerställa nätverksinteraktion som använder en annan signalutbredningsmiljö skapade en referensinteraktionsmodell Öppna system (Bre). Referensmodellen är byggd på en hierarkisk princip. Varje nivå ger tjänsten till överlägsen nivå och använder de lägre nivåns tjänster.
Databehandling börjar med en applikationsnivå. Därefter passerar data genom alla nivåer av referensmodellen, och genom det fysiska skiktet skickas till kommunikationskanalen. Data omvänd bearbetning sker.
Två begrepp introduceras i OSI-referensmodellen: protokoll och gränssnitt.
Protokollet är en uppsättning regler på grundval av vilka nivåerna av olika öppna system interagerar.
Gränssnittet är en kombination av medel och metoder för interaktion mellan elementen i det öppna systemet.
Protokollet bestämmer reglerna för interaktionen mellan modulerna på en nivå i olika noder och gränssnittsmodulerna av intilliggande nivåer i en nod.
Totalt finns det sju nivåer av OSI-referensmodellen. Det är värt att notera att mindre nivåer används i riktiga staplar. Till exempel använder den populära TCP / IP bara fyra nivåer. Varför är det så? Förklara lite senare. Och nu överväga var och en av de sju nivåerna separat.
OSI-modellnivåer:
- Fysisk nivå. Bestämmer typen av dataöverföringsmedium, fysikaliska och elektriska egenskaper hos gränssnittet, synvinkeln. Denna nivå handlar om informationsbitar. Exempel på fysiska lagerprotokoll: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
- Kanalnivå. Ansvarig för tillgång till överföringsmedium, felkorrigering, tillförlitlig dataöverföring. Vid receptionen De data som erhållits från det fysiska skiktet är förpackade i ramarna, varefter deras integritet är kontrollerad. Om det inte finns några fel överförs data till nätverksnivån. Om det finns fel kasseras ramen och en begäran om återöverföring bildas. Kanalnivån är uppdelad i två sublevels: Mac (Media Access Control) och LLC (Lokal Link Control). MAC reglerar tillgången till en gemensam fysisk miljö. LLC tillhandahåller underhåll av nätverksnivå. Växlar fungerar på kanalen. Exempel på protokoll: Ethernet, PPP.
- Nätverksnivå. Dess huvuduppgifter är routing - bestämmer den optimala dataöverföringsbanan, logisk adressering av noder. Dessutom kan den här nivån tilldelas uppgifter för felsökningsnät (ICMP-protokoll). Nätverksnivå fungerar med paket. Exempel på protokoll: IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
- Transportnivå. Konstruerad för att leverera data utan fel, förlust och dubbelarbete i sekvensen som de överfördes. Utför genom kontroll av dataöverföring från avsändaren till mottagaren. Exempel på protokoll: TCP, UDP.
- Sessionsnivå. Hanterar skapandet / underhållet / slutförandet av kommunikationssessionen. Exempel på protokoll: L2TP, RTCP.
- Representativ nivå. Genomför dataövervandling till önskad form, kryptering / kodning, kompression.
- Tillämpad nivå. Utför interaktion mellan användaren och nätverket. Interagera med applikationer på klientsidan. Exempel på protokoll: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.
Efter att ha utforskat referensmodellen, överväga TCP / IP-protokollstacken.
TCP / IP-modellen definierar fyra nivåer. Som framgår av figuren ovan - kan en nivå av TCP / IP motsvara flera nivåer av OSI-modellen.
TCP / IP-modellnivåer:
- Nätverksgränssnittsnivå. Överensstämmer med de två lägre nivåerna av OSI-modellen: kanal och fysisk. Baserat på detta är det klart att denna nivå bestämmer egenskaperna hos överföringsmediet (twisted ånga, optisk fiber, radio-fleece), signalens vy, metod för kodning, åtkomst till överföringsmediet, felkorrigering, fysisk adressering (MAC-adresser). TCP / IP-modellen har ett EthrNet-protokoll och dess derivat (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) på denna nivå.
- Nivån av brandvägg. Motsvarar nätverksskiktet i OSI-modellen. Tar alla sina funktioner: routing, logisk adressering (IP-adresser). På denna nivå fungerar IP-protokoll.
- Transportnivå. Motsvarar transportnivån för OSI-modellen. Ansvarig för leverans av paket från källan till mottagaren. På denna nivå är två protokoll inblandade: TCP och UDP. TCP är mer tillförlitlig än UDP genom att skapa en förbindelse, omförklaringsförfrågningar när fel uppstår. Men samtidigt är TCP långsammare än UDP.
- Tillämpad nivå. Hans huvuduppgift är att interagera med applikationer och processer på värdar. Exempel på protokoll: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.
Inkapslingen är metoden för att förpacka ett datapaket där paketets oberoende servicehuvud är abstrakta från rubrikerna på de lägre nivåerna genom att inkludera i överlägsen nivåer.
Tänk på ett visst exempel. Låt vi komma från datorn till webbplatsen. För att göra detta måste vår dator förbereda en HTTP-förfrågan för att få en webbserverresurser där webbplatssidan behöver oss. På applikationsnivån till data (data) lägger webbläsaren en http-rubrik. Därefter läggs en TCP-rubrik till vårt paket till vårt paket som innehåller avsändar- och mottagarportnummer (80 port för HTTP). Nätverksnivån bildas av en IP-titel som innehåller avsändarens och mottagarens IP-adresser. Omedelbart före överföringen läggs en ETRNET-header på kanalnivån, som innehåller de fysiska (MAC-adresserna) på avsändaren och mottagaren. Efter alla dessa procedurer sänds paketet i form av bitar av information över nätverket. Omvänd procedur sker i receptionen. Webbservern på varje nivå kommer att kontrollera motsvarande rubrik. Om kontrollen har passerat framgångsrikt kasseras titeln och paketet går till toppnivån. Annars kasseras hela paketet.
Denna modell utvecklades 1984 av den internationella standardorganisationen, ISO, och originalet kallas Open Systems Interconnection, OSI.
Modell av interaktion mellan öppna system (i själva verket - en nätverksinteraktionsmodell) är en standard för utformningen av nätverkskommunikation och involverar en nivå tillvägagångssätt för att bygga nätverk.
Varje nivå av modellen tjänar de olika stadierna av interaktionsprocessen. Genom att dela på nivåer förenklar OSI-nätverksmodellen den gemensamma driften av utrustning och programvara. OSI-modellen delar nätverksfunktioner för sju nivåer: tillämpad, presentationsnivå, session, transport, nätverk, kanal och fysisk.
- Fysisk nivå (Fysiskt lager) - bestämmer metoden för fysisk anslutning av datorer på nätverket. Funktioner av medel relaterade till denna nivå är den misshandlade konverteringen av digitala data till signaler som sänds via fysisk miljö (till exempel av kabel), såväl som överföring av signaler.
- Kanalnivå (Data Link Layer) - Ansvarig för att organisera dataöverföring mellan abonnenter genom det fysiska skiktet, följaktligen, på den här nivån, som tillåter entydigt identifiera avsändaren och mottagaren i hela uppsättningen abonnenter som är anslutna till de totala kommunikationslinjerna. Funktionen på denna nivå innefattar också beställning av överföringen för att parallellera med en kommunikationslinje med flera pare av abonnenter. Dessutom tillhandahåller kanalerna i kanalskiktet felkontroller som kan uppstå när dataöverföring med fysisk nivå.
- Nätverksnivå (Nätverksskikt) - Ger dataleverans mellan nätverksdatorer, vilket är en union av olika fysiska nätverk. Denna nivå antar närvaron av ett logiskt adresseringsverktyg, vilket möjliggör entydigt identifiera datorn i det kombinerade nätverket. En av de viktigaste funktionerna som utförs med hjälp av denna nivå är den riktade dataöverföringen till en specifik mottagare.
- Transportnivå (Transportlager) - implementerar överföringen av data mellan två program som är verksamma på olika datorerGenom att ge brist på förluster och dubbelarbete som kan bero på de lägre nivåernas fel. Om de data som sänds genom transportnivån utsätts för fragmentering, säkerställer organet på denna nivå montering av fragment i rätt ordning.
- Session (eller session) nivå Session Layer - tillåter två program att upprätthålla långsiktig nätverksinteraktion, kallad session (session) eller session. Denna nivå kontrollerar sessionen, informationsutbyte och slutet av sessionen. Det är också ansvarigt för identifiering, vilket gör det möjligt för vissa abonnenter att delta i sessionen och säkerställer säkerhetstjänster för att effektivisera tillgången till sessionsinformation.
- Presentationsnivå (Presentationslager) - Interimstransformation av utgående meddelandedata till ett gemensamt format som tillhandahålls av de lägre nivåerna, liksom omvänd konvertering av inkommande data från ett allmänt format till ett format som är klart av mottagarprogrammet.
- Applicerad nivå (Application Layer) - Ger högnivå nätverksinteraktionsfunktioner, till exempel filöverföring, skicka meddelanden e-post etc.
OSI-modell på ett enkelt språk
OSI-modellen är en förkortning från English Open System-sammankoppling, det vill säga en Open System Interaction-modell. Under Open Systems kan du förstå nätverksutrustning (datorer med nätverkskort, växlar, routrar).
OSI-nätverksmodellen är ett arbetsplan (eller datautbytesplan) för nätverksenheter. OSI spelar också en roll för att skapa nya nätverksprotokoll, eftersom det fungerar som ett interaktionsbevis.
OSI består av 7 block (nivåer). Varje enhet utför sin unika roll i nätverksinteraktionen mellan olika nätverksenheter.
7 nivåer av modell OSI: 1 - Fysisk, 2-kanal, 3 - Nätverk, 4 - Transport, 5 - Session, 6 - Visningar, 7 applikationer.
På varje nivå har modellen sin egen uppsättning nätverksprotokoll (datatransmissionsstandarder), med vilka nätverksenheterna byts ut.
Kom ihåg än den hårdare nätverksenheten, ju fler möjligheter det ger, men också fler nivåer upptar, och som ett resultat - det fungerar långsamt.
Nätverksmodeller. Del 1. OSI.
Det är definitivt bättre att börja med teorin, och sedan, smidigt, flytta till träning. Tänk först på nätverksmodellen (teoretisk modell), och då öppnar vi gardinen om hur den teoretiska nätverksmodellen passar in i nätverksinfrastrukturen (på nätverksutrustning, datortatorer, kablar, radiovågor etc.).
Så, nätverksmodell - Det här är en modell för interaktion mellan nätverksprotokoll. Och protokollen är i sin tur de standarder som bestämmer hur olika program kommer att utbyta data.
Jag kommer att förklara i exemplet: Genom att öppna någon sida på Internet skickas servern (där sidan öppnas) till din webbläsardata (HyperText-dokument) via HTTP-protokollet. Tack vare HTTP-protokollet vet din webbläsare, mottagande data från servern hur man hanterar dem, och framgångsrikt behandlar dem, som visar dig den begärda sidan.
Om du inte är medveten om att sidan är på internet, kommer jag att förklara i ett nötskal: Varje text på en webbsida är bifogad i speciella taggar, vilket indikerar webbläsaren vilken textstorlek som ska användas, dess färg, plats på sidan (vänster, höger eller i mitten). Detta gäller inte bara texten, utan även bilder, former, aktiva element Och i allmänhet hela innehållet, d.v.s. Vad är på sidan. Webbläsaren, upptäcka taggar, fungerar enligt deras instruktioner och visar de bearbetade data som är inneslutna i dessa taggar. Du själv kan se taggarna på den här sidan (och den här texten mellan taggarna), för det här går till din webbläsarmeny och välj - Visa källkoden.
Vi kommer inte vara mycket distraherade, "nätverksmodell" det önskade ämnet för dem som vill bli specialist. Denna artikel består av 3 delar och för dig försökte jag skriva inte tråkigt, tydligt och kortfattat. För detaljer, eller ta emot ytterligare förtydligande skriver du ut i kommentarerna längst ner på sidan, och jag hjälper dig säkert.
Vi, som i Cisco Network Academy, överväga två nätverksmodeller: OSI-modellen och TCP / IP-modellen (ibland kallas den DoD) och samtidigt och jämför dem.
Referensnätverk Modell OSI
OSI dekrypteras som Open System-sammankoppling. På ryska låter det enligt följande: Nätverksmodell för interaktion av öppna system (referensmodell). Denna modell kan kallas standard. Det är den här modellen att tillverkare av nätverksenheter följs när nya produkter utvecklas.
OSI-nätverksmodellen består av 7 nivåer, och det är vanligt att starta nedräkningen från botten.
Lista dem:
7. Ansökningsnivå (applikationsskikt)
6. Verkställande nivå eller presentationsnivå (presentationslager)
5. Sessionsnivå (sessionslag)
4. Transportlager
3. Nätverksnivå (nätverksskikt)
2. Data Layer (Data Link Layer)
1. Fysisk nivå (fysiskt lager)
Som nämnts ovan är nätverksmodellen en modell av interaktion mellan nätverksprotokoll (standarder), här på varje nivå och har egna protokoll. Lista deras tråkiga process (och inte för vad), så det blir bättre att analysera allt på exemplet, eftersom materialets smältbarhet är mycket högre för exempel;)
Applicerad nivå
Applikations- eller applikationsnivå (applikationsskikt) är den översta nivån av modellen. Han kommunicerar med användarprogram med nätverket. Dessa applikationer är alla kända för oss: Visa webbsidor (HTTP), transfer och mottagningsemail (SMTP, POP3), mottagande och mottagande filer (FTP, TFTP), fjärråtkomst (Telnet) etc.
Representativ nivå
Executive nivå eller presentationsnivå (presentationslager) - det konverterar data till lämpligt format. På exemplet är det lättare att förstå: de bilderna (alla bilder) som du ser på skärmen sänds när du skickar en fil i form av små portioner av enheter och noll (bitar). Så, när du skickar ett foto via e-post, skickar SMTP-applikationsprotokollet ett foto till den lägre nivån, dvs. på presentationsnivån. Där ditt foto konverteras till bekväm syn data för lägre nivåer, såsom bitar (enheter och zolics).
Det är på samma sätt när din vän börjar ta emot ditt foto, det kommer att fungera som alla samma enheter och nollor, och det är presentationsnivån som konverterar bitar till ett helt foto, till exempel JPEG.
Så här fungerar den här nivån med protokoll (JPEG, GIF, PNG, TIFF), kodande (ASCII, EBDIC), musik och video (MPEG) etc.
Sessionsnivå
Sessionskikt eller sessionsnivå (sessionslag) - Som sett från namnet organiserar den en kommunikationssession mellan datorer. Bra exempel Ljud- och videokonferenser kommer att serveras, på denna nivå är det etablerat, hur signalen kommer att kodas, och denna codec måste vara närvarande på båda maskinerna. Ett exempel är ett annat SMPP-protokoll (kortmeddelande peer-to-peer-protokoll), med hjälp av det du skickas välkänt SMS och USSD-förfrågningar. Och det sista exemplet: Pap (lösenordsautentiseringsprotokoll) är ett gammalt protokoll för att skicka ett användarnamn och lösenord till servern utan kryptering.
Jag kommer inte att säga något mer om sessionsnivån, annars kommer de att fördjupa de tråkiga egenskaperna hos protokollen. Och om de (funktioner) du är intresserad, skriv brev till mig eller lämna ett meddelande i kommentarerna med en förfrågan om att avslöja ämnet mer detaljerat, och den nya artikeln kommer inte att vänta länge sedan.)
Transportnivå
Transportlager - Denna nivå säkerställer tillförlitlighet av dataöverföring från avsändaren till mottagaren. Faktum är att allt är väldigt enkelt, till exempel, du kommunicerar med en webbkamera med din vän eller lärare. Behöver du tillförlitlig leverans av varje bit av den överförda bilden? Naturligtvis inte, om några bitar är förlorade från streaming video Du kommer inte ens märka detta, även bilden kommer inte att förändras (M.B. Färgen på en pixel från 900 000 pixlar kommer att ändras, vilket blinkar med en hastighet på 24 bilder per sekund).
Nu ger vi ett sådant exempel: du skickar dig en vän (till exempel via post) i arkivet viktig information eller program. Du laddar ner till din dator detta arkiv. Här behöver tillförlitligheten 100%, för Om ett par bitar när du hämtar arkivet är förlorat - kommer du inte att kunna unzip det, d.v.s. Extrahera nödvändiga data. Eller föreställa dig att skicka ett lösenord till servern, och på väg en bit förlorad - lösenordet kommer redan att förlora sitt slag och värde kommer att förändras.
Således, när vi tittar på online-videon, ibland ser vi några artefakter, förseningar, ljud, etc. Och när vi läser texten från webbsidan - är brevets (eller omfattning) inte tillåtna, och när du laddar ner programmen - passerar allt utan fel.
På denna nivå kommer jag att fördela två protokoll: UDP och TCP. UDP-protokoll (användardatagramprotokoll) sänder data utan att ansluta anslutningen, bekräftar inte leverans av data och upprepar inte. TCP-protokoll (Transmission Control Protocol), som etablerar en anslutning före överföring, bekräftar leverans av data, upprepar, garanterar integriteten och korrekt sekvens av nedladdningsbara data.
Följaktligen använder vi för musik, video, videokonferenser och samtal, UTP (vi sänder data utan att kontrollera och utan förseningar) och för text, program, lösenord, arkiv, etc. - TCP (Dataöverföring med bekräftelse på kvitto spenderas mer tid).
Nätverksnivå
Nätverksnivå (nätverksskikt) - Denna nivå bestämmer den sökväg som data kommer att överföras. Och förresten är detta den tredje nivån på OSI-nätverksmodellen, och det finns sådana enheter som bara kallas tredje nivå-enheter - routrar.
Vi har alla hört talas om IP-adressen, det här är IP (Internet Protocol) -protokollet. IP-adressen är en logisk adress på nätverket.
På denna nivå finns det en hel del protokoll och alla dessa protokoll som vi kommer att analysera mer detaljerat senare, i separata artiklar och i exempel. Nu kommer det bara att lista några populära.
När jag hörde allt om IP-adressen och Ping-kommandot är ICMP-protokollet.
De flesta routrar (med vilka vi kommer att fortsätta i framtiden) använder protokollen på denna nivå till färdpaket (RIP, EIGRP, OSPF).
Hela andra delen av CCNA (prospektering 2) på routing.
Kanalnivå
Data Link Layer - Vi behöver det för att interagera nätverk på den fysiska nivån. Förmodligen hörde alla om MAC-adressen, så det är en fysisk adress. Kanalnivåenheter - växlar, nav, etc.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Institutet för elektrotekniska ingenjörer och elektronikingenjörer) Bestämmer kanalnivån med två Sublayers: LLC och Mac.
LLC - Logisk styrhantering (logisk länkkontroll), skapad för att interagera med den övre nivån.
Mac - Hantera åtkomstkontroll (mediaåtkomstkontroll), skapad för att interagera med den lägre nivån.
Jag kommer att förklara i exemplet: I din dator (bärbar dator, kommunikator) finns ett nätverkskort (eller någon annan adapter), så det finns en förare för att interagera med den (med kortet). Föraren är ett visst program - den övre sublayerkanalnivån, genom vilken det är möjligt att kontakta bottennivåerna, eller snarare med mikroprocessorn (järn) - den nedre raden av kanalnivå.
Typiska representanter på denna nivå mycket. PPP (Point-to-Point) är ett protokoll för att kommunicera två datorer direkt. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - Standard sänder data till ett avstånd på upp till 200 kilometer. Cisco Discovery Protocol är ett proprietärt (eget) protokoll som ägs av Cisco-system, med det kan du upptäcka intilliggande enheter och få information om dessa enheter.
Hela tredje delen av CCNA (Exploration 3) kurs på andra nivån.
Fysisk nivå
Fysisk nivå (fysiskt skikt) är den lägsta nivån som direkt sänder dataströmmen. Protokoll Vi alla är välkända: Bluetooth, IrDA (infraröd), koppartrådar (twisted pair, telefonlinje), Wi-Fi, etc.
Detaljer och specifikationer väntar i följande artiklar och i samband med CCNA. Hela första delen av CCNA (Exploration 1) är avsedd för OSI-modellen.
Slutsats
Så vi demonterar OSI-nätverksmodellen. I nästa del börjar vi TCP / IP-nätverksmodellen, det är mindre och samma protokoll. För framgångsrika tester av CCNA-test måste du göra en jämförelse och identifiera skillnader som kommer att göras.
Efter en kort reflektion bestämde jag mig för att placera en artikel här från webbplatsen för nätverket. Så att allt låg på ett ställe.
Och hej dyra vänner igen, idag kommer vi att hantera det faktum att OSI-nätverksmodellen är, varför den faktiskt är avsedd.
Som du förmodligen förstår är moderna nätverk mycket och mycket svåra, det finns många olika processer i dem, hundratals handlingar utförs. För att förenkla processen att beskriva denna mängd nätverksfunktioner (och ännu viktigare, förenklade processen med vidareutveckling av dessa funktioner) ett försök att strukturera dem. Som ett resultat av struktureringen är alla funktioner som utförs av datanätet uppdelade i flera nivåer, som var och en endast är ansvarig för ett visst, högt specialiserat antal uppgifter. Här kan nätverksmodellen jämföras med företagets struktur. Företaget är uppdelat i avdelningar. Varje avdelning utför sina funktioner, men under driftskontakt med andra avdelningar.
Separeringsfunktioner med hjälp av en nätverksmodell
OSI-nätverksmodellen är utformad på ett sådant sätt att uppströmsnivåerna i nätverksmodellen använde de lägre nivåerna i nätverksmodellen för att överföra deras information. Regler med vilka modellnivåerna kommunicerar kallas nätverksprotokoll. Nätverksprotokollet för en viss nivå av modellen kan kommunicera antingen med sina nivåprotokoll eller med angränsande nivåer. Här kan du göra en analogi med företagets arbete. Företaget har alltid en tydligt installerad hierarki, men inte lika strikt som i nätverksmodellen. Anställda i ett stadium av hierarkin utför order som erhållits från anställda av en högre nivå av hierarki.
Interaktion mellan nivåerna i OSI-nätverksmodellen
Varje enhet som körs på nätverket kan representeras som ett system som arbetar på motsvarande nivåer av OSI-modellen. Dessutom kan den här enheten användas i sitt arbete, både alla nivåer i OSI-modellen och bara några lägre nivåer. Vanligtvis, när det sägs att enheten fungerar på en viss nivå av modellen, är det underförstått att det fungerar på denna nivå av nätverksmodellen och på alla nivåer nedan.
Arbeta inte några nivåer i OSI-nätverksmodellen
När två olika nätverksenheter kommunicerar med varandra, använder de protokoll med samma nivåer av nätverksmodellen, medan interaktionen är involverade både de nivåprotokoll som interaktionen direkt uppträder och de nödvändiga protokollen på alla underliggande nivåer, som de används för att sända data erhållna från de övre nivåerna.
Kommunikation av två system från positionen för OSI-modellen
Vid överföring av information från toppnätverksmodellen till den nedre nivån på nätverksmodellen läggs viss serviceinformation som heter rubriken till denna användbara information (inte bara titeln läggs till 2 nivåer). Denna process Tillägg av serviceinformation kallas inkapsling. Vid mottagning (sändande information från den nedre nivån till toppen) är denna serviceinformation separerad och den ursprungliga data som erhålls. En sådan process kallas deethcapsulation. I huvudsak är denna process mycket lik processen att skicka ett brev via post. Tänk dig att du vill skicka ett brev till din vän. Du skriver ett brev - det här är användbar information. Genom att skicka det via mail packar du det till ett kuvert, skriver in mottagarens adress på den, det vill säga lägga till lite titel till användbar information. Faktum är att det är inkapsling. Få ditt brev, din vän degenererar den - det vill säga bryter kuvertet och kommer ut ur det användbar information - Ditt brev.
Demonstration av inkapslingsprincipen
OSI-modellen delar alla funktioner som utförs i samspelet mellan system på 7 nivåer: fysisk (fysisk) - 1, kanal (datalänk) -2, nätverk (nätverk) - 3, transport (transport) - 4, session (session) - 5, verkställande (presentation) -6 och tillämpad (ansökan) - 7.
Öppna systeminteraktionsmodell
Tänk kort på syftet med var och en av nivåerna i interaktionsmodellen för öppna system.
Applikationsnivån är en punkt genom vilken ansökningarna kommunicerar med nätverket (ingångspunkten i OSI-modellen). Med denna nivå av OSI-modellen utförs följande uppgifter: Nätverkshantering, Systemets anställningsledning, filöverföringshantering, användaridentifiering av deras lösenord. Exempel på dessa nivåprotokoll är: HTTP, SMTP, RDP och D.R. Mycket ofta utför applikationsnivåprotokollen samtidigt funktionerna i representation och sessionsprotokoll.
Denna nivå är ansvarig för datapresentationsformat. Grovt sett konverterar den data från applikationsnivån till det format som passar för överföring via nätverket (brunn, och följaktligen är det lämpligt att omvandla informationen från nätverket till formatet för bearbetning av applikationer).
På denna nivå, upprätta, upprätthålla och hantera kommunikationssessionen mellan de två systemen. Denna nivå är ansvarig för att upprätthålla kommunikation mellan system under hela tiden under vilken deras interaktion uppstår.
Protokollen i denna nivå av OSI-nätverksmodellen är ansvariga för att sända data från ett system till ett annat. På denna nivå är stora datablock uppdelade i mindre block som är lämpliga för bearbetning av ett nätverkskikt (mycket små datablock kombineras i större), dessa block är lämpligt märkta för deras efterföljande återhämtning på mottagningssidan. Vid användning av lämpliga protokoll kan denna nivå säkerställa kontrollen av leveransen av nätverksskiktpaket. Ett datablock som driver denna nivå kallas vanligen segment. Exempel på dessa nivåprotokoll är: TCP, UDP, SPX, ATP och D.R.
Denna nivå är ansvarig för routing (definierar optimala rutter från ett system till ett annat) datablock på denna nivå. Datablocket på denna nivå kallas vanligtvis ett paket. Denna nivå är också ansvarig för den logiska adresseringen av system (de mycket IP-adresserna), på grundval av vilken routing. Du kan tilldela protokollen på denna nivå: IP, IPX, etc., till enheter som arbetar på denna nivå - routrar.
Denna nivå är ansvarig för den fysiska adresseringen av nätverksenheterna (MAC-adresser), åtkomstkontroll till miljön, liksom korrigeringen av fel som tillåts av den fysiska nivån. Datablocket som används på kanalnivå är anpassat med ram. Denna nivå innehåller följande enheter: omkopplare (inte alla), broar och d.r. Typisk teknik med denna nivå är Ethernet.
Överföring av optiska eller elektriska pulser medelst det valda transmissionsmediet. Alla typer av repeaters och nav kan hänföras till enheter av denna nivå.
OSI-modellen själv är inte praktiskt genomförandeDet föreslår bara en viss uppsättning regler för interaktion mellan systemkomponenter. Det praktiska exemplet på implementeringen av nätverksprotokollstacken är TCP / IP-protokollstacken (liksom andra mindre vanliga protokollstackar).
Från det faktum att protokollet är ett avtal som antagits av två interaktiva objekt i det här fallet med två datorer som är verksamma på nätverket, bör det inte alls vara standard. Men i praktiken, vid implementering av nätverk, brukar användas standardprotokoll. Det kan vara märkes-, nationella eller internationella standarder.
I början av 1980-talet utvecklade ett antal internationella standardiseringsorganisationer - ISO, itu -t och några andra - en modell som spelade en viktig roll i utvecklingen av nätverk. Denna modell kallas ISO / OSI-modellen.
Modell av interaktion av öppna system (Open System Interconnection, OSI) Bestämmer olika nivåer Interaktion av system B. paketväxlingsnät, ger dem standardnamn och indikerar vilka funktioner som ska varje nivå.
OSI-modellen utvecklades på grundval av stor erfarenhet av att skapa dator nätverk, mestadels globala, på 70-talet. Full beskrivning Denna modell tar mer än 1000 sidor text.
I OSI-modellen (fig 11.6) är interaktionsorganet uppdelat i sju nivåer: applicerat, representativ, session, transport, nätverk, kanal och fysisk. Varje nivå behandlar en viss aspekt av interaktion mellan nätverksenheter.
Fikon. 11,6.
OSI-modellen beskriver endast de systeminteraktionsverktyg som implementeras. operativ system, systemverktyg och hårdvara. Modellen innehåller inte medel för interaktion mellan slutanvändarapplikationer. Egna ansökningsinteraktionsprotokoll implementeras genom att referera till systemfaciliteter. Därför är det nödvändigt att skilja nivån på applikationer och applicerad nivå.
Man bör också komma ihåg att ansökan kan ta på sig funktionerna på några övre nivåer av OSI-modellen. Till exempel är vissa dbms inbyggda fjärranslutning till filer. I det här fallet använder applikationen, som utför åtkomst till fjärrresurser, inte systemfilstjänsten. Det förbinder de övre nivåerna av OSI-modellen och hänvisar direkt till de systemverktyg som är ansvariga för transport Nätverksmeddelanden som är belägna på de lägre nivåerna av OSI-modellen.
Så, låt ansökan hänvisa till begäran till applikationsskiktet, till exempel filtjänsten. Baserat på den här förfrågan programvara Tillämpad nivå genererar ett standardformatmeddelande. Det vanliga budskapet består av ett rubrik och datafält. Huvudet innehåller den serviceinformation som måste överföras via nätverket till användningsnivån för destinationsmaskinen för att informera honom vilket arbete som ska utföras. I vårt fall ska rubriken självklart innehålla information om platsen för filen och den typ av operation som måste utföras. Fältet Meddelande data kan vara tomt eller innehålla några data, som de som behöver spelas in i fjärrfil. . Men för att kunna leverera denna information om ändamål finns det fortfarande många uppgifter att lösa det ansvar för vilket de underliggande nivåerna bär.
När meddelandet genereras applicerad nivå skickar det nerför stapeln representativ nivå. Protokoll representativ nivå Baserat på informationen från applikationsnivån, utför de nödvändiga åtgärderna och lägger till meddelandet sin egen serviceinformation - Rubrik representativ nivåsom innehåller instruktioner för protokollet representativ nivå Maskinadresser. Det resulterande meddelandet sänds ner sessionsnivåsom i sin tur lägger till sin rubrik etc. (vissa protokoll lägger officiell information inte bara i början av meddelandet i form av en rubrik, men i slutet, i form av den så kallade "förvirringen".) Slutligen, Meddelandet når det nedre, fysisk nivåsom i själva verket överför det över kontaktmaskinens rader. Vid denna tidpunkt meddelandet "gjorde" rubrikerna på alla nivåer (
), IPX, IGMP, ICMP, ARP.
Det är nödvändigt att förstå varför det var nödvändigt att bygga ett nätverksskikt, varför nätverk som byggdes med hjälp av kanal och fysiska nivåer kunde inte uppfylla användarkraven.
Skapa ett komplext, strukturerat nätverk med integrationen av olika grundläggande nätverksteknik, du kan och kanalnivåer: För detta kan vissa typer av broar och strömbrytare användas. Naturligtvis utvecklas trafiken i ett sådant nätverk slumpmässigt, men å andra sidan kännetecknas det av vissa lagar. I ett sådant nätverk, i ett sådant nätverk, som arbetar med en gemensam uppgift (till exempel anställda i samma avdelning) kontaktar oftast förfrågningar eller varandra eller till en gemensam server, och endast ibland behöver de tillgång till resurserna i Annan institution för datorer. Därför är det, beroende på nätverkstrafik, uppdelade datorer i nätverket i grupper som kallar nätverkssegment. Datorer kombineras i en grupp om de flesta av deras meddelanden är avsedda (adresserade) till datorer i samma grupp. Separering av nätverket till segment kan utföra broar och växlar. De skyddade lokala trafik i segmentet utan att passera några ramar bortom sina gränser, förutom de som adresseras till datorer i andra segment. Således sönderdelas ett nätverk i separata subnät. Från dessa undernät i framtiden kan kompositnät byggas tillräckligt stora storlekar.
Tanken om partitionering på delnätet är grunden för byggandet av kompositnät.
Nätverket heter sammansatt (Internetarbete eller internet) om det kan representeras som en uppsättning flera nätverk. Nätverk som ingår i det sammansatta nätverket kallas undernät (delnät), som utgör nätverk eller helt enkelt nätverk, som alla kan fungera på grundval av sin egen kanalnivåteknik (även om det inte är nödvändigt).
Men utförandet av denna idé till liv med hjälp av repeaters, broar och brytare har mycket betydande begränsningar och nackdelar.
I topologin i nätverket byggt både med hjälp av repeaters och broar eller växlar, bör det inte finnas någon slinga. Faktum är att en bro eller brytare kan lösa uppgiften att leverera ett paket endast när det finns en enda väg mellan avsändaren och mottagaren. Även om samtidigt är närvaron av redundanta bindningar som bildar slingor ofta nödvändig för bättre belastningsbalansering, samt att öka nätverkets tillförlitlighet genom att bilda säkerhetskopieringsvägar.
Logiska nätverkssegment som ligger mellan broar eller omkopplare är svagt isolerade från varandra. De är inte skyddade från sändningsstormar. Om någon station skickar ett sändningsmeddelande, sänds det här meddelandet till alla stationer av alla logiska nätverkssegment. Administratören måste manuellt begränsa antalet sändningspaket, vilket får generera en viss nod per tidsenhet. I princip var det på något sätt möjligt att eliminera problemet med sändningsstormar med hjälp av virtuella nätverks mekanism (inställning av VLAN Debian D-länken) implementerad i många växlar. Men i det här fallet, även om det är möjligt att flexibelt skapa isolerade på trafiken hos en grupp stationer, men de är helt isolerade, det vill säga, kan noderna i ett virtuellt nätverk inte interagera med noderna i ett annat virtuellt nätverk.
I nätverk som byggs på grundval av broar och växlar är det ganska svårt att lösa trafikledningsuppgiften baserat på de data som finns i paketet. I sådana nätverk är detta endast möjligt med hjälp av anpassade filter, till uppgift som administratören måste hantera den binära representationen av innehållet i paketen.
Genomförandet av transportundersystemet endast med hjälp av fysikaliska och kanalnivåer till vilka broar och omkopplare innefattar, leder till ett icke-tillräckligt flexibelt adresseringssystem: MAC-adress används som mottagarens station, som är stift associerad med en nätverksadapter.
Alla ovanstående nackdelar med broar och omkopplare är endast förknippade med det faktum att de arbetar på kanalnivåprotokoll. Saken är att dessa protokoll uttryckligen inte definierar begreppet en del av nätverket (eller delnätet eller segmentet), som kan användas vid strukturering stort nätverk. Därför beslutade nätverksteknik att instruera uppgiften att bygga ett kompositnät till en ny nivå - nätverk.
OSI innehåller sju nivåer. I fig. 1.5 visar en modell av interaktion mellan två enheter: källnod (Källa) och noddestination (Destination). Den totala av de regler för vilka datautbytet mellan programvara och hårdvara, som är på samma nivå kallas protokollet. En uppsättning protokoll kallas protokollstacken och specificeras av en viss standard. Samverkan mellan nivåer bestäms av standard gränssnitt.
Fikon. 1,5.
Samspelet mellan motsvarande nivåer är virtuell, Med undantag för det fysiska skiktet som datautbytet av kablar som ansluter datorer inträffar. I fig. 1.5 Det finns också exempel på protokoll som styr interaktionen mellan noder på olika nivåer av OSI-modellen. Samspelet mellan nivåerna i noden inträffar genom internivån gränssnitt, Och varje underliggande nivå tillhandahåller överlagda tjänster.
Den virtuella utbytet mellan motsvarande nivåer av noder A och B (figur 1.6) sker med vissa informationsenheter. På tre Övre nivåer - detta är meddelanden eller data (data)på transportnivå - segmentet, på nätverksnivån - packails (paket), på kanalen - ramar (ram.) Och på den fysiska - sekvensen av bitar.
För varje nätverksteknik Det finns protokoll och dess tekniska medel, varav några har de villkorliga beteckningarna som visas i fig. 1,5. Dessa beteckningar introduceras av Cisco och blev allmänt accepterad. Bland de tekniska medel för det fysiska lagret bör noteras kablar, kontakter, repeater Repeaters (Repeater), multiport repeaters eller nav (nav), transceiveromvandlare (transceiver), till exempel omvandlare av elektriska signaler till optisk och vice versa. På kanalnivå är bro (bro), växlar (strömbrytare). På nätverksnivån - routrar (router). Nätverkskort eller adaptrar (nätverksgränssnittskort - NIC) fungerar både på kanal och på den fysiska nivån, vilket är förfallet nätverksteknik och dataöverföringsmedium.
Fikon. 1,6.
Vid överföring av data från källan till destinationsnoden passerar den överförda data som framställts vid applikationsnivån i följd från den högsta applikationsnivån 7 av källan till informationskällan till den lägsta - fysiska skiktnivån 1, sänds sedan av den fysiska miljön av destinationsnoden, där de konsekvent passerar från den lägre nivån 1 till nivå 7.
Övre Applikationsnivå (applikationsskikt) 7 Driver den vanligaste dataenheten - meddelandet. På denna nivå, hanteringen av gemensam tillgång till nätverket, en dataström, nätverkstjänster, såsom FTP, TFTP, HTTP, SMTP, SNMP och så vidare.
Presentationslager 6 Ändrar datapresentationsformuläret. Till exempel omvandlas data som sänds från nivå 7 till det allmänt accepterade ASCII-formatet. Vid mottagning av data sker returprocessen. På nivå 6 finns det också kryptering och datakomprimering.
Sessionskikt 5 Ställer in kommunikationssessionen hos två ändnoder (datorer), bestämmer vilken dator som är sändaren, och vilken mottagare, sätter överföringstiden för sändningssidan.
Transportlager 4 Delar ett stort meddelande om källan till information från den del och lägger till titeln och blanketterna segment En viss mängd, och korta meddelanden kan kombinera i ett segment. I destinationsnoden finns en omvänd process. I segmentets rubrik är inställda portnummer Källa och destination som adresserar övre applikationsnivåer för att behandla detta segment. Dessutom, transportnivå Ger tillförlitlig leverans av paket. Om du upptäcker förluster och fel på denna nivå bildas en återöverföringsförfrågan, protokollet används. TCP.. När behovet av att kontrollera korrektheten hos det levererade meddelandet saknas, används ett enklare och snabbt användardatagramprotokoll (användardatagramprotokollet - UDP.).
Nätverksskikt 3 adresserar ett meddelande genom att ställa in enheten av överförda data (Paket) Logiskt nätverksadresser noddestination och källkod ( IP-adresser) Bestämmer ruttsom kommer att skickas datapaket, sänder logiska nätverksadresser i fysiskt och på mottagningssidan - fysiska adresser i logisk. Nätverk logiska adresser tillhör användarna.
Kanalnivå (datalänk) 2 Genererar från förpackningar ramar Data (ramar). På denna nivå ges fysiska adresser Avsändarenheter och enhetsmottagare. Till exempel, fysisk adress Enheter kan registreras i ROM nätverkskort Dator. På samma nivå tillsätts den överförda data kontrollera summanbestämd av algoritmen cyklisk kod. På mottagningssidan kontrollsumma Bestäm och om möjligt, korrigerade fel.
Fysisk nivå (fysisk) 1 Överföring av bitströmmen längs motsvarande fysiska miljö (elektrisk eller optisk kabel, radiokanal) via lämpligt gränssnitt. Denna nivå tillhandahåller datakodning, synkronisering av de överförda bitarna av information.
Protokollen hos de tre övre nivåerna är fördelaktigt oberoende, tre lägre nivåer simuleras. Anslutningen mellan de tre topp och tre nedre nivåerna sker på transportnivå.
En viktig process under dataöverföring är inkapsling (Inkapsling) data. Det överförda meddelandet som bildas av applikationen passerar tre övre nätverksoberoende nivåer och går in i transportnivådär den är uppdelad i delar och varje del är inkapslad (placerad) i datasegmentet (bild 1.7). Segmenthuvudet innehåller ett protokollnummer för applikationsnivå med vilket meddelandet är förberedt och protokollnumret som kommer att behandla detta segment.
Fikon. 1,7.
På nätverksnivån är segmentet inkapslat i paket Data, titel ( rubrik.) som bland annat innehåller nätverk (logisk) adress avsändarinformation (källa) - källadress ( Sa) och mottagare (destination) - destinationsadress ( Da). I den här kursen är detta en IP-adress.
På kanalnivå är paketet inkapslat in ram eller frikopp data, vars titel innehåller fysiska adresser Sändaren och mottagarkoden, liksom annan information. Dessutom lägger denna nivå trailer (Ram) Ram som innehåller den information som behövs för att verifiera korrektheten av den antagna informationen. Således är data inramad av rubriker med serviceinformation, d.v.s. inkapsling data.
Namnet på informationsenheterna på varje nivå är deras storlek och andra inkapslingsparametrar specificerade enligt protokollet för dataenheter (protokolldatenhet - Pdu). Så, på de tre toppnivåerna är meddelande (data), vid transportnivå 4 - segment (segment), på nätverksnivån 3 - paket (paket), på kanalnivå 2 - ram, på den fysiska nivån 1 - bitföljd.
Förutom Seven-Level OSI-modeller används en TCP / IP-modell på fyra nivåer i praktiken (bild 1.8).
Fikon. 1,8.
Applicerad nivå TCP / IP-modellerna sammanfaller med namnet på OSI-modellen, men funktionerna är mycket bredare, eftersom det täcker tre övre nätverksoberoende nivåer (tillämpad, verkställande och session). Transportnivå båda modellerna och med namn, och funktionerna av samma. Nätverksnivån för OSI-modellen motsvarar brandväggen ( Internet) TCP / IP-modellnivån och de två nedre nivåerna (kanalen och fysiska) presenteras med en kombinerad nivå av nätverksåtkomst ( Nätverkstillgång.).
Fikon. 1,9.
På det här sättet, Transportnivåsäkerställa tillförlitligheten av dataöverföring, fungerar endast på slutnoderna, vilket minskar fördröjningen meddelandeöverföring Över hela nätverket från ena ändnoden till ett annat. I exemplet ovan (bild 1.9) fungerar IP-protokollet på alla noder i nätverket, och TCP / IP-protokollstacken är endast på ändnoderna.
Korta resultat
- Telekommunikationsnätet bildas en uppsättning abonnenter och kommunikationsplatser som är anslutna med linjer (kommunikationskanaler).
- Skilja på nätverk: Växlande kanalerNär telekommunikationsnoder utför funktionerna för omkopplare och omkopplade paket (meddelanden) när telekommunikationsnoder utför funktionerna hos routrar.
- För att skapa en rutt i ett grenat nätverk måste du ange källadresserna och mottagare. Skilja fysiskt I. logiska adresser.
- Datarnätdatatätverk från växlingspaket uppdelad i lokal och global.
- IP-tekniknätverk är datagram, när det inte finns någon förbindelse av ändnoderna och det finns ingen bekräftelse på mottagandet av meddelandet.
- Hög tillförlitlighet ger