Model de referință OSI. Modelul OSI este ușor! Model cu 7 niveluri

A cărui dezvoltare nu a fost legată de modelul OSI.

Straturi ale modelului OSI

Modelul este format din 7 niveluri situate unul deasupra celuilalt. Straturile interacționează între ele (vertical) prin interfețe și pot interacționa cu un strat paralel al altui sistem (orizontal) prin protocoale. Fiecare nivel poate interacționa numai cu vecinii săi și poate îndeplini funcțiile care îi sunt atribuite numai acestuia. Mai multe detalii pot fi văzute în figură.

Model OSI
Tip de date	Nivel	Funcții
Date	7. Stratul de aplicare	Acces la servicii online
	6. Stratul de prezentare	Reprezentarea și codificarea datelor
	5. Stratul de sesiune	Managementul sesiunii
Segmente	4. Transport	Comunicare directă între punctele finale și fiabilitate
Pachete	3. În rețea	Determinarea rutei și adresarea logică
Personal	2. Canal	Adresarea fizică
biți	1. Stratul fizic	Lucrul cu media, semnale și date binare

Nivel de aplicație (aplicație) (ing. strat de aplicație)

Nivelul superior al modelului asigură interacțiunea aplicațiilor utilizatorului cu rețeaua. Acest nivel permite aplicațiilor să utilizeze servicii de rețea, cum ar fi accesul de la distanță la fișiere și baze de date, redirecționarea e-mail-urilor. De asemenea, este responsabil pentru transferul de informații despre servicii, oferă aplicațiilor informații despre erori și generează solicitări către stratul de prezentare. Exemplu: HTTP , POP3 , SMTP , FTP , XMPP , OSCAR , BitTorrent , MODBUS, SIP

Executiv (stratul de prezentare) stratul de prezentare)

Acest nivel este responsabil pentru conversia protocolului și codificarea/decodificarea datelor. Acesta convertește cererile de aplicații primite de la nivelul aplicației într-un format pentru transmisie prin rețea și convertește datele primite din rețea într-un format ușor de înțeles de către aplicații. La acest nivel se poate efectua compresia/decompresia sau codificarea/decodarea datelor, precum și redirecționarea cererilor către o altă resursă de rețea dacă acestea nu pot fi procesate local.

Stratul 6 (reprezentări) al modelului de referință OSI este de obicei un protocol intermediar pentru conversia informațiilor din straturile învecinate. Acest lucru permite comunicarea între aplicații pe sisteme informatice diferite într-un mod care este transparent pentru aplicații. Stratul de prezentare oferă formatare și transformare a codului. Formatarea codului este utilizată pentru a se asigura că o aplicație primește informații pentru procesare care au sens pentru ea. Dacă este necesar, acest strat se poate traduce dintr-un format de date în altul. Stratul de prezentare se ocupă nu numai de formatele și prezentarea datelor, ci se ocupă și de structurile de date care sunt utilizate de programe. Astfel, stratul 6 asigură organizarea datelor în timpul transferului acestora.

Pentru a înțelege cum funcționează, imaginați-vă că există două sisteme. Unul utilizează codul de schimb de informații binare extins EBCDIC, cum ar fi mainframe-ul IBM, pentru reprezentarea datelor, iar celălalt folosește codul de schimb de informații ASCII standard american (utilizat de majoritatea celorlalți producători de computere). Dacă aceste două sisteme trebuie să facă schimb de informații, atunci este necesar un strat de prezentare pentru a efectua transformarea și traducerea între cele două formate diferite.

O altă funcție îndeplinită la nivel de prezentare este criptarea datelor, care este utilizată în cazurile în care este necesar să se protejeze informațiile transmise împotriva primirii de către destinatari neautorizați. Pentru a îndeplini această sarcină, procesele și codul de la nivel de vizualizare trebuie să efectueze transformări de date. La acest nivel, există și alte subrutine care comprimă textele și convertesc imaginile grafice în fluxuri de biți, astfel încât acestea să poată fi transmise prin rețea.

Standardele la nivel de prezentare definesc, de asemenea, modul în care sunt prezentate graficele. În acest scop, poate fi utilizat formatul PICT, un format de imagine folosit pentru a transfera grafica QuickDraw între programe pentru computerele Macintosh și PowerPC. Un alt format de reprezentare este formatul de fișier imagine TIFF etichetat, care este utilizat în mod obișnuit pentru hărți de biți de înaltă rezoluție. Următorul standard de nivel de prezentare care poate fi utilizat pentru grafică este cel dezvoltat de Joint Photographic Expert Group; în utilizarea de zi cu zi, acest standard este pur și simplu denumit JPEG.

Există un alt grup de standarde la nivel de prezentare care definesc prezentarea sunetului și a filmelor. Aceasta include Musical Instrument Digital Interface (MIDI) pentru reprezentarea digitală a muzicii, dezvoltată de Cinematography Expert Group, standardul MPEG, utilizat pentru comprimarea și codificarea videoclipurilor pe CD, stocarea lor digitală și transferul la viteze de până la 1,5 Mbps. /s și QuickTime, un standard care descrie elemente audio și video pentru programe care rulează pe computere Macintosh și PowerPC.

Stratul de sesiune stratul de sesiune)

Nivelul 5 al modelului este responsabil pentru menținerea sesiunii de comunicare, permițând aplicațiilor să interacționeze între ele pentru o perioadă lungă de timp. Stratul gestionează crearea/încheierea sesiunii, schimbul de informații, sincronizarea sarcinilor, determinarea dreptului de a transfera date și întreținerea sesiunii în perioadele de inactivitate a aplicației. Sincronizarea transmisiei este asigurată prin plasarea punctelor de control în fluxul de date, începând de la care procesul se reia dacă interacțiunea este întreruptă.

Stratul de transport strat de transport)

Nivelul 4 al modelului este conceput pentru a furniza date fără erori, pierderi și dublare în secvența în care au fost transmise. În același timp, nu contează ce date sunt transferate, de unde și unde, adică asigură mecanismul de transmisie în sine. Împarte blocurile de date în fragmente, a căror dimensiune depinde de protocol, le combină pe cele scurte într-unul singur și le împarte pe cele lungi. Exemplu: TCP , UDP .

Există multe clase de protocoale de nivel de transport, de la protocoale care oferă doar funcții de transport de bază (de exemplu, funcții de transfer de date fără confirmare), până la protocoale care asigură că pachetele de date multiple sunt livrate la destinație în secvența corectă, multiplexarea datelor multiple. fluxuri, oferă mecanism de control al fluxului de date și garantează valabilitatea datelor primite.

Unele protocoale de nivel de rețea, numite protocoale fără conexiune, nu garantează că datele sunt livrate la destinație în ordinea în care au fost trimise de dispozitivul sursă. Unele straturi de transport se ocupă de acest lucru prin colectarea datelor în secvența corectă înainte de a le trece la stratul de sesiune. Multiplexarea (multiplexarea) datelor înseamnă că stratul de transport este capabil să proceseze simultan mai multe fluxuri de date (fluxurile pot proveni din aplicații diferite) între două sisteme. Un mecanism de control al fluxului este un mecanism care vă permite să reglați cantitatea de date transferate de la un sistem la altul. Protocoalele stratului de transport au adesea funcția de control al livrării datelor, forțând sistemul care primește date să trimită confirmare către partea care transmite că datele au fost primite.

Puteți descrie funcționarea protocoalelor cu stabilirea unei conexiuni folosind exemplul unui telefon convențional. Protocoalele acestei clase încep transmiterea datelor prin invocarea sau setarea căii pachetelor de la sursă la destinație. După aceea, se începe transferul de date în serie și apoi, la sfârșitul transferului, conexiunea este deconectată.

Protocoalele fără conexiune care trimit date care conțin informații complete de adresă în fiecare pachet funcționează în mod similar cu sistemul de e-mail. Fiecare scrisoare sau pachet conține adresa expeditorului și a destinatarului. În continuare, fiecare oficiu poștal intermediar sau dispozitiv de rețea citește informațiile despre adresă și ia o decizie cu privire la rutarea datelor. O scrisoare sau un pachet de date este transmis de la un dispozitiv intermediar la altul până când este livrat destinatarului. Protocoalele fără conexiune nu garantează că informațiile vor ajunge la destinatar în ordinea în care au fost trimise. Protocoalele de transport sunt responsabile pentru configurarea datelor în ordinea corespunzătoare atunci când se utilizează protocoale de rețea fără conexiune.

Stratul de rețea stratul de rețea)

Al treilea strat al modelului de rețea OSI este proiectat pentru a determina calea de transfer de date. Responsabil cu traducerea adreselor și numelor logice în cele fizice, determinarea celor mai scurte rute, comutarea și rutarea, monitorizarea problemelor de rețea și a congestionării. Un dispozitiv de rețea, cum ar fi un router, funcționează la acest nivel.

Protocoalele stratului de rețea direcționează datele de la o sursă la o destinație.

Strat de legătură stratul de legătură de date)

Acest nivel este conceput pentru a asigura interacțiunea rețelelor la nivelul fizic și a controla erorile care pot apărea. Acesta împachetează datele primite de la nivelul fizic în cadre, verifică integritatea, corectează erorile dacă este necesar (trimite o solicitare repetată pentru un cadru deteriorat) și le trimite la nivelul de rețea. Stratul de legătură poate interacționa cu unul sau mai multe straturi fizice, controlând și gestionând această interacțiune. Specificația IEEE 802 împarte acest nivel în 2 subnivele - MAC (Media Access Control) reglementează accesul la mediul fizic partajat, LLC (Logical Link Control) oferă servicii la nivel de rețea.

În programare, acest nivel reprezintă driverul plăcii de rețea, în sistemele de operare există o interfață de programare pentru interacțiunea nivelurilor canalului și rețelei între ele, acesta nu este un nivel nou, ci pur și simplu o implementare a unui model pentru un anumit sistem de operare. . Exemple de astfel de interfețe: ODI , NDIS

Stratul fizic strat fizic)

Cel mai de jos nivel al modelului este destinat direct transferului de flux de date. Realizează transmisia de semnale electrice sau optice către un cablu sau radio aer și, în consecință, recepția și conversia acestora în biți de date în conformitate cu metodele de codificare a semnalelor digitale. Cu alte cuvinte, oferă o interfață între un operator de rețea și un dispozitiv de rețea.

Model OSI și protocoale reale

Modelul OSI cu șapte straturi este teoretic și conține o serie de deficiențe. Au existat încercări de a construi rețele exact conform modelului OSI, dar rețelele create în acest fel au fost costisitoare, nesigure și incomod de utilizat. Protocoalele de rețea reale utilizate în rețelele existente sunt forțate să se abată de la acesta, oferind capacități neintenționate, astfel încât legarea unora dintre ele la straturile OSI este oarecum arbitrară: unele protocoale ocupă mai multe straturi ale modelului OSI, funcțiile de fiabilitate sunt implementate la mai multe straturi. a modelului OSI.

Principalul defect al OSI este un strat de transport prost conceput. Pe acesta, OSI permite schimbul de date între aplicații (introducând conceptul port- identificator de aplicație), însă, posibilitatea schimbului de datagrame simple (de tip UDP) nu este prevăzută în OSI - stratul de transport trebuie să formeze conexiuni, să asigure livrarea, să controleze fluxul etc. (de tip TCP). Protocoale reale implementează această posibilitate.

Familia TCP/IP

Familia TCP/IP are trei protocoale de transport: TCP, care este complet compatibil cu OSI, care asigură verificarea primirii datelor, UDP, care corespunde stratului de transport doar prin prezența unui port, asigură schimbul de datagrame între aplicații, nu garantarea primirii datelor, și SCTP, menite să elimine unele dintre deficiențele TCP și în care s-au adăugat câteva inovații. (Există aproximativ două sute de alte protocoale în familia TCP/IP, dintre care cel mai cunoscut este protocolul de serviciu ICMP , care este utilizat intern pentru a asigura funcționarea; restul nu sunt, de asemenea, protocoale de transport.)

Familia IPX/SPX

În familia IPX/SPX, porturile (numite „sockets” sau „sockets”) apar în protocolul de nivel de rețea IPX, permițând schimbul de datagrame între aplicații (sistemul de operare își rezervă o parte din socket-uri). Protocolul SPX, la rândul său, completează IPX cu toate celelalte capabilități ale stratului de transport, în deplină conformitate cu OSI.

Pentru adresa gazdă, IPX folosește un identificator format dintr-un număr de rețea de patru octeți (atribuit de routere) și adresa MAC a adaptorului de rețea.

Model DOD

O stivă de protocoale TCP/IP folosind un model OSI simplificat cu patru straturi.

Adresarea în IPv6

Adresele de destinație și sursă în IPv6 au o lungime de 128 de biți sau 16 de biți. Versiunea 6 generalizează tipurile de adrese speciale ale versiunii 4 în următoarele tipuri de adrese:

Unicast este o adresă individuală. Specifică un singur nod - computer sau port router. Pachetul trebuie livrat la nod pe calea cea mai scurtă.
Cluster este adresa clusterului. Indică un grup de gazde care partajează un prefix de adresă comun (de exemplu, atașat la aceeași rețea fizică). Pachetul trebuie direcționat către un grup de noduri de-a lungul celei mai scurte căi și apoi livrat doar unuia dintre membrii grupului (de exemplu, cel mai apropiat nod).
Multicast este adresa unui set de gazde, eventual pe diferite rețele fizice. Copii ale pachetului trebuie să fie livrate fiecărui nod din set folosind capabilități hardware multicast sau broadcast, dacă este posibil.

Ca și în cazul IPv4, adresele IPv6 sunt împărțite în clase în funcție de valoarea celor mai semnificativi câțiva biți ai adresei.

Majoritatea claselor sunt rezervate pentru utilizare ulterioară. Cea mai interesantă pentru utilizare practică este clasa destinată furnizorilor de servicii Internet, numită Unicast atribuit de furnizor.

Adresa acestei clase are următoarea structură:

Fiecărui ISP i se atribuie un identificator unic care etichetează toate rețelele pe care le acceptă. Apoi, furnizorul atribuie identificatori unici abonaților săi și folosește ambii identificatori atunci când atribuie un bloc de adrese de abonat. Abonatul însuși atribuie identificatori unici subrețelelor și nodurilor sale ale acestor rețele.

Un abonat poate folosi tehnica de subrețea utilizată în IPv4 pentru a subdiviza în continuare câmpul ID subrețea în câmpuri mai mici.

Schema descrisă aproximează schema de adresare IPv6 cu cele utilizate în rețelele teritoriale, cum ar fi rețelele de telefonie sau rețelele X.25. Ierarhia câmpurilor de adrese va permite routerelor backbone să lucreze numai cu părțile superioare ale adresei, lăsând procesarea câmpurilor mai puțin semnificative ruterelor abonaților.

În câmpul ID gazdă trebuie alocați minimum 6 octeți pentru a putea folosi adresele MAC LAN direct în adresele IP.

Pentru compatibilitate cu versiunea IPv4 a schemei de adresare, IPv6 are o clasă de adrese care au 0000 0000 în biții de ordin înalt ai adresei. Cei 4 octeți inferiori ai acestei adrese de clasă trebuie să conțină o adresă IPv4. Routerele care acceptă ambele versiuni de adrese trebuie să ofere traducere atunci când transmit un pachet dintr-o rețea care acceptă adresarea IPv4 la o rețea care acceptă adresarea IPv6 și invers.

Critică

Modelul OSI cu șapte straturi a fost criticat de unii experți. În special, în cartea clasică UNIX. Ghidul administratorului de sistem" de Evi Nemeth și alții scriu:

... În timp ce comitetele ISO se certau despre standardele lor, întregul concept de rețea se schimba în spatele lor și protocolul TCP/IP era introdus în întreaga lume. …
…
Și astfel, când protocoalele ISO au fost în sfârșit implementate, au apărut o serie de probleme:
Aceste protocoale s-au bazat pe concepte care nu au sens în rețelele de astăzi.
Specificațiile lor au fost în unele cazuri incomplete.
În ceea ce privește funcționalitatea lor, acestea erau inferioare altor protocoale.
Prezența mai multor straturi a făcut ca aceste protocoale să fie lente și dificil de implementat.
…
… Acum, chiar și cei mai zeloși susținători ai acestor protocoale admit că OSI se îndreaptă treptat spre a deveni o mică notă de subsol în paginile istoriei computerelor.

Modelul OSI (Open System Interconnection) al interacțiunii sistemelor deschise este un set de standarde pentru interacțiunea echipamentelor de rețea între ele. Se mai numește și stiva de protocol. Proiectat pentru a se asigura că diferitele obiecte de rețea, indiferent de producător și tip (computer, server, comutator, hub și chiar un browser care afișează o pagină html) sunt conforme reguli unificate de lucru cu date și ar putea efectua cu succes schimbul de informații.

Dispozitivele de rețea sunt diferite ca funcție și „proximitate” față de utilizatorul final - o persoană sau o aplicație. Prin urmare, modelul OSI descrie 7 niveluri de interacțiune, fiecare dintre ele având propriile protocoale, porțiuni indivizibile de date și dispozitive. Să analizăm principiul de funcționare al modelului OSI cu șapte straturi cu exemple.

Straturi de rețea ale modelului OSI

Fizic

Responsabil pentru transferul fizic de date între dispozitive pe distanțe lungi și scurte. El descrie tipuri de semnale și metode de prelucrare a acestora pentru diferite medii de transmisie: fire (pereche răsucite și coaxiale), fibră optică, legătură radio (wi-fi și bluetooth), canal infraroșu. Unitățile de date la acest nivel sunt biți convertiți în impulsuri electrice, lumină, unde radio și așa mai departe. De asemenea, tipurile de conectori, pinout-ul lor sunt fixate aici.

Dispozitive care funcționează la nivelul fizic al modelului OSI (modelul OSI): repetoare de semnal, concentratoare (hub-uri). Acestea sunt cele mai puțin „inteligente” dispozitive, a căror sarcină este să amplifice semnalul sau să-l divizeze fără nicio analiză și modificare.

canalizat

Fiind deasupra fizicului, trebuie să „coboare” datele formatate corect în mediu de transmisie, luându-le anterior de la nivelul superior. La capătul de recepție, protocoalele stratului de legătură „primă” informații din fizică, verifică erorile primite și le transmit în stiva de protocoale.

Pentru implementarea procedurilor de verificare, este necesar, în primul rând, segmentarea datelor pentru transmitere în porțiuni (cadre), iar în al doilea rând, completarea acestora cu informații de serviciu (anteturi).

Tot aici, pentru prima dată, apare conceptul de adresă. Aici, aceasta este adresa MAC (English Media Access Control) - un identificator de dispozitiv de rețea de șase octeți necesar pentru a indica în cadre ca destinatar și expeditor atunci când se transmit date în același segment local.

Dispozitive: punte de rețea (punte), comutator. Diferența lor principală față de dispozitivele „inferioare” este întreținerea tabelelor de adrese MAC pentru porturile lor și distribuirea/filtrarea traficului numai în direcțiile necesare.

reţea

Conectează rețele întregi. decide provocări logistice globale privind transferul de date între diferite segmente ale rețelelor mari: rutare, filtrare, optimizare și control al calității.

Unitatea de informare transmisă sunt pachetele. Adresarea nodurilor și rețelelor se realizează prin alocarea lor de numere de 4 octeți - adrese IP (English Internet Protocol), organizate ierarhic și permițându-vă să configurați în mod flexibil vizibilitatea logică reciprocă a segmentelor de rețea.

Există, de asemenea, familiare nume de noduri simbolice, care sunt mapate la adrese IP prin protocoale de nivel de rețea. Dispozitivele care operează la acest etaj al modelului OSI sunt routere (routere, gateway-uri). Implementând în sine toate cele trei primele niveluri ale stivei de protocoale, ele unesc diferite rețele, redirecționează pachetele de la unul la altul, alegându-și ruta după anumite reguli, mențin statisticile de transmisie și asigură securitatea prin tabelele de filtrare.

Transport

Transportul în acest caz se presupune a fi logic (deoarece 1 etapă a stivei este responsabilă pentru cea fizică): stabilirea unei conexiuni cu nodul opus la nivelul corespunzător, confirmarea livrării datelor primite și controlul calității acestora. Acesta este modul în care funcționează protocolul TCP (Transmission Control Protocol). Porțiunea de informație transmisă este un bloc sau un segment.

Pentru a transfera matrice de streaming (datagrame), este utilizat protocolul UDP (User Datagram Protocol).

Adresă - numărul zecimal al portului software virtual al unei anumite stații de lucru sau server.

sesiune

Gestionează procesul de transfer în ceea ce privește accesul utilizatorilor. Limitează timpul de conectare (sesiune) a unui nod cu altul, controlează drepturile de acces, sincronizează începutul și sfârșitul schimbului.

Executiv

Datele primite de jos - din sesiune - trebuie prezentate corect utilizatorului final sau aplicației. Decodare corectă, decomprimare a datelor, dacă browserul ți-a salvat traficul - aceste operațiuni se efectuează la penultimul pas.

Aplicat

Aplicație sau strat de aplicare. Navigarea într-un browser, primirea și trimiterea de e-mailuri, accesarea altor noduri de rețea prin acces la distanță este punctul culminant al modelului de rețea OSI.

Un exemplu despre cum funcționează modelul de rețea

Luați în considerare un exemplu viu al principiului stivei de protocol. Permiteți utilizatorului computerului să trimită o fotografie unui prieten cu o semnătură în messenger. Coborând nivelurile modelului:

Pe aplicat se formează un mesaj: pe lângă fotografie și text, la pachet se adaugă informații despre adresa serverului de mesaje (numele simbolic www.xxxxx.com se va transforma într-o adresă IP zecimală folosind un protocol special), adresa destinatarului. identificatorul de pe acest server și, eventual, alte informații despre serviciu.
Pe reprezentant- o fotografie poate fi comprimată dacă dimensiunea ei este mare în ceea ce privește messengerul și setările sale.
sesiune urmăriți conexiunea logică a utilizatorului la server, starea acestuia. De asemenea, vor controla procesul de transfer de date după ce acesta a început, urmărind sesiunea.
Pe transport datele sunt împărțite în blocuri. Câmpurile de servicii ale stratului de transport sunt adăugate cu sume de control, opțiuni de control al erorilor etc. O fotografie se poate transforma în mai multe blocuri.
Pe reţea- blocurile sunt împachetate cu informații de serviciu, care conțin, printre altele, adresa gazdei care trimite și adresa IP a serverului de mesaje. Aceste informații vor permite pachetelor IP să ajungă la server, eventual în întreaga lume.
Pe canal, pachetele de date IP sunt împachetate în cadre cu adăugarea de câmpuri de serviciu, în special adrese MAC. Adresa propriei plăci de rețea va fi plasată în câmpul expeditor, iar MAC-ul gateway-ului implicit va fi plasat în câmpul destinatar, din nou din propriile setări de rețea (este puțin probabil ca computerul să fie în aceeași rețea cu server, respectiv, MAC-ul său este necunoscut, iar gateway-ul implicit, de exemplu, routerul de acasă este cunoscut).
Pe fizic- biții din cadre vor fi traduși în unde radio și vor ajunge la routerul de acasă prin protocolul wi-fi.
Acolo, informațiile vor crește de-a lungul stivei de protocol deja până la nivelul 3 al stivei de router, apoi vor fi redirecționarea pachetelor către routerele ISP. Și tot așa, până când pe serverul de messenger, la cel mai înalt nivel, mesajul și fotografia în formele lor originale ajung în spațiul personal de pe disc al expeditorului, apoi al destinatarului. Și apoi o cale similară de informare va începe deja către destinatarul mesajului, când acesta intră online și stabilește o sesiune cu serverul.

Acest articol este dedicat referințelor modelul OSI cu șapte straturi de rețea. Aici veți găsi răspunsul la întrebarea de ce administratorii de sistem trebuie să înțeleagă acest model de rețea, toate cele 7 niveluri ale modelului vor fi luate în considerare și veți afla, de asemenea, elementele de bază ale modelului TCP / IP, care a fost construit pe baza modelul de referință OSI.

Când am început să mă implic în diverse tehnologii IT, am început să lucrez în acest domeniu, desigur, nu știam de niciun model, nici nu mă gândeam la asta, dar un specialist mai experimentat m-a sfătuit să studiez, sau mai degrabă, înțelegeți acest model, adăugând că „ dacă înțelegeți toate principiile interacțiunii, va fi mult mai ușor să gestionați, să configurați rețeaua și să rezolvați tot felul de rețele și alte probleme". Eu, desigur, l-am ascultat și am început să lupt cărți, internetul și alte surse de informații, verificând în același timp pe rețeaua existentă dacă totul este adevărat în realitate.

În lumea modernă, dezvoltarea infrastructurii de rețea a atins un nivel atât de înalt încât fără a construi măcar o rețea mică, o întreprindere ( inclusiv si mici) nu vor putea exista pur și simplu în mod normal, astfel încât administratorii de sistem devin din ce în ce mai solicitați. Și pentru construcția și configurarea calitativă a oricărei rețele, administratorul de sistem trebuie să înțeleagă principiile modelului de referință OSI, doar pentru a învăța să înțelegeți interacțiunea aplicațiilor de rețea și, în general, principiile transferului de date în rețea, voi încerca pentru a prezenta acest material într-un mod accesibil chiar și pentru administratorii începători.

Model de rețea OSI (model de referință de bază pentru interconectarea sistemelor deschise) este un model abstract al modului în care computerele, aplicațiile și alte dispozitive interacționează într-o rețea. Pe scurt, esența acestui model este că organizația ISO ( Organizația Internațională pentru Standardizare) a dezvoltat un standard pentru funcționarea în rețea, astfel încât toată lumea să se poată baza pe el și a existat compatibilitatea tuturor rețelelor și interacțiunea între ele. Unul dintre cele mai populare protocoale de interacțiune în rețea, care este utilizat în întreaga lume, este TCP/IP și este construit pe baza modelului de referință.

Ei bine, să trecem direct la nivelurile acestui model și, mai întâi, să ne familiarizăm cu imaginea generală a acestui model în contextul nivelurilor sale.

Acum să vorbim mai detaliat despre fiecare nivel, este obișnuit să descriem nivelurile modelului de referință de sus în jos, pe această cale are loc interacțiunea, pe un computer de sus în jos și pe computerul unde datele este primit de jos în sus, adică datele trec secvenţial prin fiecare nivel.

Descrierea nivelurilor modelului de rețea

Strat de aplicare (7) (strat de aplicație) este punctul de pornire și, în același timp, punctul final al datelor pe care doriți să le transferați prin rețea. Acest strat este responsabil pentru interacțiunea aplicațiilor prin rețea, adică Aplicațiile comunică la acest nivel. Acesta este cel mai înalt nivel și trebuie să vă amintiți acest lucru atunci când rezolvați problemele care apar.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNET si altii. Cu alte cuvinte, aplicația 1 trimite o cerere către aplicația 2 folosind aceste protocoale, iar pentru a afla că aplicația 1 a trimis o cerere către aplicația 2, trebuie să existe o conexiune între ele și protocolul este responsabil pentru acest lucru. conexiune.

Strat de prezentare (6)- acest strat este responsabil pentru codificarea datelor, astfel încât acestea să poată fi apoi transmise prin rețea și să le convertească înapoi în consecință, astfel încât aplicația să înțeleagă aceste date. După acest nivel, datele pentru alte niveluri devin aceleași, adică. indiferent care sunt datele, fie că este vorba de un document Word sau de un mesaj de e-mail.

Următoarele protocoale funcționează la acest nivel: RDP, LPP, NDR si altii.

Strat de sesiune (5)– este responsabil pentru menținerea sesiunii dintre transferurile de date, i.e. durata sesiunii difera, in functie de datele transmise, deci trebuie mentinuta sau terminata.

Următoarele protocoale funcționează la acest nivel: ASP, L2TP, PPTP si altii.

Strat de transport (4)- Responsabil pentru fiabilitatea transmiterii datelor. De asemenea, împarte datele în segmente și le reasambla, deoarece datele vin în diferite dimensiuni. Există două protocoale binecunoscute de acest nivel - acestea sunt TCP și UDP. Protocolul TCP oferă o garanție că datele vor fi livrate integral, dar protocolul UDP nu garantează acest lucru, motiv pentru care sunt folosite în scopuri diferite.

Stratul de rețea (3)- are scopul de a determina calea pe care ar trebui să o parcurgă datele. Routerele funcționează la acest nivel. El este, de asemenea, responsabil pentru: traducerea adreselor și numelor logice în cele fizice, determinarea unei rute scurte, comutarea și rutarea și monitorizarea problemelor de rețea. Funcționează la acest nivel. protocol IPși protocoale de rutare precum RIP, OSPF.

Strat de legătură (2)- asigura interactiunea la nivel fizic, la acest nivel sunt determinate adrese MAC dispozitivele de rețea, erorile sunt, de asemenea, monitorizate și corectate aici, de exemplu. cere din nou cadrul corupt.

Strat fizic (1)- aceasta este direct conversia tuturor cadrelor în impulsuri electrice și invers. Cu alte cuvinte, transmiterea fizică a datelor. Lucrați la acest nivel concentratoare.

Așa arată întregul proces de transfer de date din punctul de vedere al acestui model. Este o referință și standardizată și, prin urmare, alte tehnologii și modele de rețea se bazează pe acesta, în special modelul TCP/IP.

Model TCP IP

Model TCP/IP ușor diferit de modelul OSI, pentru a fi mai specific, în acest model au fost combinate câteva straturi ale modelului OSI și sunt doar 4 dintre ele aici:

Aplicat;
Transport;
Reţea;
Canal.

Imaginea arată diferența dintre cele două modele și, de asemenea, arată încă o dată la ce niveluri funcționează protocoalele binecunoscute.

Este posibil să vorbim despre modelul de rețea OSI și în special despre interacțiunea computerelor în rețea pentru o lungă perioadă de timp și nu se va încadra într-un articol și va fi puțin de neînțeles, așa că aici am încercat să vă prezint, deoarece au fost, baza acestui model și o descriere a tuturor nivelurilor. Principalul lucru este să înțelegeți că toate acestea sunt cu adevărat adevărate și fișierul pe care l-ați trimis prin rețea doar trece prin " imens» înainte de a ajunge la utilizatorul final, dar se întâmplă atât de repede încât nu îl observi, datorită în mare parte tehnologiilor avansate de rețea.

Sper că toate acestea vă vor ajuta să înțelegeți interacțiunea rețelelor.

În acest articol, vom înțelege ce este modelul de rețea OSI, din ce niveluri constă și ce funcții îndeplinește. Deci, subiectul conversației este un anumit model de interacțiune a standardelor care determină succesiunea schimbului de date și programe.

Abrevierea OSI Open Systems Interconnection înseamnă Open Systems Interconnection Model. Pentru a rezolva problema compatibilității diferitelor sisteme, organizația de standarde a lansat în 1983 modelul de referință OSI. Descrie structura sistemelor deschise, cerințele și interacțiunile lor.

Un sistem deschis este un sistem compilat conform specificațiilor deschise care sunt disponibile pentru toată lumea și, de asemenea, îndeplinesc anumite standarde. De exemplu, sistemul de operare Windows este considerat un sistem deschis deoarece se bazează pe specificații deschise care descriu funcționarea internetului, dar codurile inițiale ale sistemului sunt închise.

Avantajul este că este posibilă construirea unei rețele de dispozitive de la diferiți producători, dacă este necesar, înlocuiți componentele sale individuale. Puteți combina cu ușurință mai multe rețele într-un singur întreg.

Conform modelului pe care îl luăm în considerare, este necesar ca rețelele de calculatoare să fie formate din șapte niveluri. Deoarece modelul nu descrie protocoale definite de standarde individuale, nu este o arhitectură de rețea.

Din păcate, din punct de vedere practic, modelul de interacțiune a sistemelor deschise nu se aplică. Particularitatea sa constă în stăpânirea problemelor teoretice ale interacțiunii în rețea. De aceea, acest model este folosit ca un limbaj simplu pentru descrierea construcției diferitelor tipuri de rețele.

Niveluri de modelOSI

Structura de bază este un sistem format din 7 niveluri. Apare întrebarea, de ce sunt responsabile cele șapte etape și de ce modelul are nevoie de atâtea niveluri? Toate sunt responsabile pentru o anumită etapă a procesului de trimitere a unui mesaj de rețea și, de asemenea, conțin o anumită încărcare semantică. Pașii sunt executați separat unul de celălalt și nu necesită un control sporit din partea utilizatorului. Nu este convenabil?

Etapele inferioare ale sistemului, de la prima la a treia, gestionează livrarea fizică a datelor prin rețea, acestea fiind numite straturi media.

Restul nivelurilor ajută la asigurarea unei livrări precise a datelor între computerele din rețea, acestea fiind numite mașini gazdă.

Aplicația este cel mai apropiat nivel de utilizator. Diferența sa față de ceilalți este că nu oferă servicii la alte niveluri. Oferă servicii proceselor de aplicație care sunt în afara domeniului de aplicare al modelului, cum ar fi transferul bazei de date, voce și multe altele.

Această etapă este aranjată relativ mai simplu decât altele, deoarece în afară de unu și zero nu există alte sisteme de măsurare în ea, acest nivel nu analizează informații și de aceea este cel mai jos dintre niveluri. Acesta realizează în principal transferul de informații. Parametrul principal de încărcare este bit.

Scopul principal al stratului fizic este de a reprezenta zero și unu ca semnale transmise pe un mediu de transmisie de date.

De exemplu, există un anumit canal de comunicare (CS), un mesaj care este trimis, un expeditor și, în consecință, un destinatar. CS are propriile sale caracteristici:

Lățimea de bandă, măsurată în biți/s, adică câte date putem transfera pe unitatea de timp.
Întârziere, cât va dura până când mesajul ajunge la expeditor către destinatar.
Numărul de erori, dacă erorile apar frecvent, atunci protocoalele ar trebui să ofere corectarea erorilor. Și dacă sunt rare, atunci pot fi corectate la niveluri superioare, de exemplu, la nivel de transport.

Ca canal de transmitere a informațiilor se folosesc următoarele:

Cabluri: telefonice, coaxiale, torsadate, optice.
Tehnologii fără fir, cum ar fi unde radio, radiații infraroșii.
Satelit CS
Optica fără fir sau laserele sunt rar folosite, din cauza vitezei reduse și a cantității mari de interferențe.

Este foarte rar să apară erori în cablurile optice, deoarece este dificil de influențat propagarea luminii. În cablurile de cupru apar erori, dar rar și într-un mediu wireless apar erori foarte des.

Următoarea stație pe care o va vizita informațiile va reaminti vamă. Și anume, adresa IP va fi comparată pentru compatibilitate cu mediul de transmisie. De asemenea, identifică și corectează deficiențele sistemului. Pentru comoditatea operațiunilor ulterioare, biții sunt grupați în cadre - cadru.

Scopul stratului de legătură este transmiterea mesajelor peste cadrele CS.

Sarcinilegătură de date

Găsiți unde în fluxul de biți începe și se termină mesajul
Detectați și corectați erorile la trimiterea informațiilor
Adresarea, trebuie să știți la ce computer să trimiteți informații, deoarece într-un mediu partajat, practic, mai multe computere se conectează
Oferiți acces constant la un mediu partajat, astfel încât, în același timp, informațiile să fie transmise de un singur computer.

Erorile sunt detectate și corectate la nivelul de legătură de date. Dacă este detectat, este verificată corectitudinea livrării datelor, dacă este incorectă, atunci cadrul este eliminat.

Corectarea erorilor necesită utilizarea unor coduri speciale care adaugă informații redundante la datele transmise.

Retrimiterea datelor, utilizată împreună cu metoda de detectare a erorilor. Dacă este detectată o eroare într-un cadru, aceasta este eliminată și expeditorul retrimite cadrul.

Detectează și remediază erori

Practica a demonstrat eficacitatea următoarelor metode, dacă se folosește un mediu de încredere pentru transmiterea datelor (cu fir) și erorile apar rar, atunci este mai bine să le corectați la nivel superior. Dacă erorile apar frecvent în CS, atunci erorile trebuie corectate imediat la nivel de legătură.

Funcțiile acestei etape în computer sunt îndeplinite de adaptoare de rețea și drivere potrivite pentru acestea. Prin intermediul lor, și există un schimb direct de date.

Unele dintre protocoalele utilizate la nivelul de legătură sunt HDLC care utilizează topologia magistrală și altele.

(NEWORK)

Etapa seamănă cu procesul de distribuție a informațiilor. De exemplu, toți utilizatorii sunt împărțiți în grupuri, iar pachetele de date diferă în funcție de adresele IP, formate din 32 de biți. Datorită muncii routerelor în acest caz, toate diferențele de rețea sunt eliminate. Acesta este așa-numitul proces de rutare logic.

Sarcina principală este de a crea rețele compuse construite pe baza tehnologiilor de rețea de diferite niveluri de legătură: Ethernet, MPLS. Stratul de rețea este „coloana vertebrală” a Internetului.

Scopul stratului de rețea

Putem transfera informații de la un computer la altul prin Ethernet și Wi-Fi, atunci de ce avem nevoie de un alt strat? Tehnologia stratului de legături (CL) are două probleme, în primul rând, tehnologiile CL diferă unele de altele și, în al doilea rând, există o limitare de scalare.

Care sunt diferențele dintre tehnologiile stratului de legătură?

Un alt nivel de serviciu oferit, unele niveluri garantează livrarea și ordinea necesară a mesajelor. Wi-Fi doar garantează livrarea mesajului, nu.

Adresare diferită, după mărime, ierarhie. Tehnologiile de rețea pot suporta difuzarea, de ex. este posibil să trimiteți informații către toate computerele din rețea.

Dimensiunea maximă a cadrului (MTU) poate diferi, de exemplu, în Internet 1500 și în Wi-Fi 2300. Cum pot fi negociate astfel de diferențe la nivel de rețea?

Puteți oferi un alt tip de serviciu, de exemplu, cadrele de la Wi-Fi sunt primite cu o confirmare trimisă, iar pe Ethernet sunt trimise fără confirmare.

Pentru a negocia diferența de adresare, la nivel de rețea, se introduc adrese globale care nu depind de adresele tehnologiilor specifice (ARP pentru ) stratului de legătură.

Fragmentarea este utilizată pentru a transfera date prin mai multe rețele care au dimensiuni diferite ale cadrelor. Luați în considerare un exemplu, primul computer transmite date către al doilea, prin 4 rețele intermediare, unite prin 3 routere. Fiecare rețea are un MTU diferit.

Calculatorul a format primul cadru și l-a transmis către router, routerul a analizat dimensiunea cadrului și și-a dat seama că este imposibil să-l transmită complet prin rețeaua 2, deoarece mtu2-ul său era prea mic.

Routerul împarte datele în 3 părți și le transmite separat.

Următorul router combină datele într-un pachet mare, îi determină dimensiunea și le compară cu rețeaua mtu 3. Și vede că un pachet MTU3 nu poate fi transmis în întregime (MTU3 este mai mare decât MTU2, dar mai mic decât MTU1) și ruterul împarte pachetul în 2 părți și trimite la următorul router.

Ultimul router combină pachetul și trimite întregul pachet către destinatar. Fragmentarea se ocupă de agregarea rețelelor și este ascunsă de emițător și receptor.

Cum se rezolvă problema de scalabilitate la nivelul rețelei?

Se lucrează nu cu adrese individuale, ca la nivel de link, ci cu blocuri de adrese. Pachetele pentru care calea nu este cunoscută sunt eliminate mai degrabă decât redirecționate către toate porturile. Și o diferență semnificativă față de canal, posibilitatea mai multor conexiuni între dispozitivele la nivel de rețea și toate aceste conexiuni vor fi active.

Sarcini de nivel de rețea:

Combinarea rețelelor construite prin diferite tehnologii;
Oferiți servicii de calitate;
Rutarea, găsirea unei căi de la expeditorul informațiilor la destinatar, prin noduri intermediare de rețea.

Dirijare

Căutați o modalitate de a trimite un pachet între rețele prin noduri de tranzit - routere. Să ne uităm la un exemplu de rutare. Schema constă din 5 routere și două computere. Cum pot fi transferate datele de la un computer la altul?

Data viitoare datele pot fi trimise într-un mod diferit.

În cazul unei defecțiuni a unuia dintre routere, nu se va întâmpla nimic groaznic, puteți găsi o cale de a ocoli routerul stricat.

Protocoalele utilizate în această etapă sunt: protocol Internet IP; IPX, necesar pentru rutarea pachetelor în rețele etc.

(TRANSPORT)

Există următoarea sarcină, un pachet ajunge pe un computer care este conectat la o rețea compozită, multe aplicații de rețea (browser web, skype, mail) rulează pe computer, trebuie să înțelegem ce aplicație trebuie să transfere acest pachet. Interacțiunea aplicațiilor de rețea este gestionată de stratul de transport.

Sarcini ale stratului de transport

Trimiterea de date între procese pe diferite gazde. Oferind adresare, trebuie să știți pentru ce proces este destinat acest sau acel pachet. Asigurarea fiabilității transmiterii informațiilor.

Model de interacțiunesistem deschis

Gazdele sunt dispozitive în care funcționează programe utile de utilizator și echipamente de rețea, cum ar fi comutatoarele, routerele.

O caracteristică a stratului de transport este interacțiunea directă a unui computer cu stratul de transport de pe alt computer, la alte niveluri interacțiunea merge de-a lungul verigile lanțului.

Acest strat oferă o conexiune end-to-end între două gazde care interacționează. Acest strat este independent de rețea, vă permite să ascundeți detaliile interacțiunii cu rețea de dezvoltatorii de aplicații.

Pentru adresarea la nivel de transport se folosesc porturi, acestea sunt numere de la 1 la 65535. Porturile se scriu astfel: 192.168.1.3:80 (adresa IP si port).

Caracteristicile stratului de transport

Oferă o fiabilitate mai mare, spre deosebire de rețeaua care este utilizată pentru transmiterea datelor. Sunt folosite canale de comunicare fiabile, erorile în aceste CS-uri apar rar, prin urmare, este posibil să construiți o rețea de încredere care să fie ieftină, iar erorile pot fi corectate programatic pe gazde.

Stratul de transport garanteaza livrarea datelor, foloseste confirmarea de la destinatar, daca confirmarea nu este primita, transportul trimite din nou confirmarea datelor. Garanție de urmărire a mesajelor.

stratul de sesiune (SESIUNE)

Sesiunea (sesiunea) este un set de interacțiuni de rețea care vizează rezolvarea unei singure sarcini.

Acum, crearea de rețele a devenit mai complexă și nu constă în întrebări și răspunsuri simple, așa cum era înainte. De exemplu, încărcați o pagină web pentru a fi afișată în browser, mai întâi trebuie să descărcați textul paginii web în sine (.html), un fișier de stil (.css) care descrie elementele de design ale paginii web, descărcați imagini. Astfel, pentru a finaliza sarcina de încărcare a unei pagini web, trebuie implementate mai multe operațiuni de rețea separate.

Sesiunea determină care va fi transferul de informații între 2 procese de aplicație: semi-duplex (transmisia și recepția datelor unul câte unul); sau duplex (transmiterea și recepția simultană a informațiilor).

Stratul de prezentare(PREZENTARE)

Funcții - pentru a reprezenta datele transmise între procesele de aplicare în forma necesară.

Pentru a descrie acest nivel, utilizați traducerea automată a rețelei din diferite limbi. De exemplu, formați un număr de telefon, vorbiți rusă, rețeaua se traduce automat în franceză, transferă informații în Spania, unde o persoană ridică telefonul și vă aude întrebarea în spaniolă. Această sarcină nu a fost încă implementată.

Pentru a proteja datele trimise prin rețea, se folosește criptarea: stratul de prize securizate, precum și securitatea stratului de transport, aceste tehnologii vă permit să criptați datele care sunt trimise prin rețea.

Protocoalele stratului de aplicație folosesc TSL/SSL și pot fi identificate prin simbolurile de la sfârșit. De exemplu, https, ftps și altele. Dacă vedeți în browser că se utilizează protocolul https și o blocare, aceasta înseamnă că datele sunt protejate prin rețea folosind criptare.

(APLICAȚIE)

Este necesar pentru interacțiunea dintre aplicațiile de rețea, cum ar fi web, e-mail, skype etc.

De fapt, este un set de specificații care permit utilizatorului să intre în pagini pentru a găsi informațiile de care are nevoie. Mai simplu spus, sarcina unei aplicații este de a oferi acces la serviciile de rețea. Conținutul acestui nivel este foarte divers.

Funcțiiaplicarea:

Rezolvarea problemelor, trimiterea fisierelor; managementul locului de muncă și al sistemului;
Identificarea utilizatorilor prin login, adresa de e-mail, parole, semnături electronice;
Solicitări de conectare cu alte procese de aplicare;

Video despre toate nivelurile modeluluiOSI

Concluzie

Analizarea problemelor folosind modelele de rețea OSI vă va ajuta să le găsiți și să le remediați rapid. Nu e de mirare că munca la proiectul de program, capabil să identifice deficiențe, având în același timp un dispozitiv complex în trepte, a fost efectuată destul de mult timp. Acest model este de fapt un etalon. Într-adevăr, la un moment dat, s-a lucrat cu ea pentru a crea alte protocoale. De exemplu, . Astăzi, ele sunt folosite destul de des.

Să ne uităm la scopul nivelurilor modelului de referință osi din acest articol, cu o descriere detaliată a fiecăruia dintre cele șapte niveluri ale modelului.

Procesul de organizare a principiului interacțiunii rețelei în rețelele de calculatoare este o sarcină destul de complexă și dificilă, prin urmare, pentru a implementa această sarcină, am decis să folosim abordarea binecunoscută și universală - descompunerea.

Descompunere- aceasta este o metodă științifică care utilizează împărțirea unei sarcini complexe în mai multe sarcini mai simple - serii (module) interconectate.

Abordare stratificată:

toate modulele sunt împărțite în grupuri separate și sortate pe niveluri, creând astfel o ierarhie;
modulele de același nivel pentru a-și îndeplini sarcinile trimite cereri numai modulelor de la nivelul inferior imediat adiacent;
principiul încapsulării este activat - nivelul oferă un serviciu, ascunzând detaliile implementării acestuia de la alte niveluri.

Organizației Internaționale de Standardizare (ISO, înființată în 1946) i s-a dat sarcina de a crea un model universal care să delimiteze și să definească în mod clar diferitele niveluri de interacțiune între sisteme, cu niveluri numite și dând fiecărui nivel sarcina sa specifică. Acest model a fost numit model de interacțiune cu sisteme deschise(Open System Interconnection, OSI) sau Model ISO/OSI .

Modelul de referință al interconectarii sistemelor deschise (modelul pe șapte niveluri) a fost introdus în 1977.

După aprobarea acestui model, problema interacțiunii a fost împărțită (descompusă) în șapte probleme particulare, fiecare dintre acestea putând fi rezolvată independent de celelalte.

Straturi ale modelului de referință OSI sunt o structură verticală în care toate funcțiile de rețea sunt împărțite în șapte niveluri. Trebuie remarcat în special că operațiunile, echipamentele și protocoalele strict descrise corespund fiecărui astfel de nivel.

Interacțiunea între niveluri este organizată după cum urmează:

pe verticală - în interiorul unui singur computer și numai cu niveluri învecinate.
orizontal - interacțiunea logică este organizată - cu același nivel al altui computer la celălalt capăt al canalului de comunicație (adică nivelul de rețea de pe un computer interacționează cu nivelul de rețea de pe alt computer).

Deoarece modelul osi pe șapte niveluri constă dintr-o structură subordonată strictă, orice nivel superior folosește funcțiile nivelului inferior și recunoaște în ce formă și în ce mod (adică prin ce interfață) fluxul de date ar trebui să îi fie transmis.

Să luăm în considerare modul în care transmiterea mesajelor printr-o rețea de calculatoare este organizată în conformitate cu modelul OSI. Stratul de aplicație este nivelul aplicațiilor, adică acest nivel este afișat utilizatorului sub forma sistemului de operare utilizat și a programelor care sunt folosite pentru a trimite date. La început, stratul de aplicație este cel care formează mesajul, apoi este transmis la stratul reprezentativ, adică coboară modelul OSI. Stratul reprezentativ, la rândul său, analizează antetul stratului de aplicație, efectuează acțiunile necesare și adaugă informațiile sale de serviciu la începutul mesajului, sub forma unui antet de strat reprezentativ, pentru stratul reprezentativ al nodului destinație. Apoi mesajul continuă în jos, coboară la nivelul de sesiune, iar acesta, la rândul său, adaugă și datele sale de serviciu, sub forma unui antet la începutul mesajului, iar procesul continuă până ajunge la nivelul fizic.

Trebuie remarcat faptul că, pe lângă adăugarea de informații de serviciu sub formă de antet la începutul mesajului, nivelurile pot adăuga informații de serviciu la sfârșitul mesajului, care se numește „remorcă”.

Când mesajul a ajuns la nivelul fizic, mesajul este deja complet format pentru a fi transmis prin canalul de comunicație către nodul destinație, adică conține toate informațiile de serviciu adăugate la nivelurile modelului OSI.

În plus față de termenul de date, care este utilizat în modelul OSI la straturile de aplicație, prezentare și sesiune, alți termeni sunt utilizați la alte straturi ale modelului OSI, astfel încât să fie posibil să se determine imediat la ce strat al modelului OSI se efectuează prelucrarea.

În standardele ISO, pentru a desemna o anumită porțiune de date cu care funcționează protocoalele de diferite niveluri ale modelului OSI, este folosit un nume comun - o unitate de date de protocol (Protocol Data Unit, PDU). Pentru a desemna blocuri de date de anumite niveluri, se folosesc adesea denumiri speciale: cadru (cadru), pachet (pachet), segment (segment).

Funcțiile stratului fizic

la acest nivel, tipurile de conectori și alocarea pinilor sunt standardizate;
determină modul în care sunt reprezentate „0” și „1”;
interfață între un purtător de rețea și un dispozitiv de rețea (transmite semnale electrice sau optice către un cablu sau aer radio, le primește și le convertește în biți de date);
funcțiile de nivel fizic sunt implementate în toate dispozitivele conectate la rețea;
echipamente de nivel fizic: hub-uri;
Exemple de interfețe de rețea legate de stratul fizic: RS-232C, RJ-11, RJ-45, conectori AUI, BNC.

Funcțiile stratului de legătură

zero și unu biți ai stratului fizic sunt organizați în cadre - „cadru”. Un cadru este o bucată de date care are o valoare logică independentă;
organizarea accesului la mediul de transmisie;
prelucrarea erorilor de transmisie a datelor;
determină structura legăturilor dintre noduri și modalitățile de abordare a acestora;
echipamente care funcționează la nivelul legăturii de date: comutatoare, punți;
exemple de protocoale legate de stratul de legătură: Ethernet, Token Ring, FDDI, Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.

Pentru o rețea LAN, stratul de legătură este împărțit în două substraturi:

LLC (LogicalLinkControl) - responsabil pentru stabilirea unui canal de comunicare și pentru trimiterea și primirea de mesaje de date fără erori;
MAC (MediaAccessControl) - oferă acces partajat al adaptoarelor de rețea la nivelul fizic, determinarea limitelor cadrelor, recunoașterea adreselor de destinație (de exemplu, acces la o magistrală comună).

Funcții ale stratului de rețea

Indeplineste functiile:

determinarea căii de transfer de date;
determinarea rutei celei mai scurte;
monitorizarea problemelor și a congestionării rețelei.

Rezolva sarcini:

transmiterea de mesaje prin legături cu o structură nestandard;
armonizarea diferitelor tehnologii;
simplificarea adresei în rețele mari;
creând bariere în calea traficului nedorit între rețele.

Echipamente care funcționează la nivelul rețelei: router.
Tipuri de protocoale de nivel de rețea:

protocoale de rețea (redirecționarea pachetelor prin rețea: , ICMP);
protocoale de rutare: RIP, OSPF;
protocoale de rezoluție a adreselor (ARP).

Funcțiile stratului de transport ale modelului osi

asigură transferul de date aplicațiilor (sau straturilor de aplicație și sesiune) cu gradul de fiabilitate necesar, compensează deficiențele fiabilității nivelurilor inferioare;
multiplexarea și demultiplexarea, adică colectarea și dezasamblarea pachetelor;
protocoalele sunt concepute pentru interacțiunea punct la punct;
începând de la acest nivel, protocoalele sunt implementate de software-ul nodurilor terminale ale rețelei - componentele sistemelor lor de operare în rețea;
exemple: protocoale TCP, UDP.

Funcțiile stratului de sesiune

menținerea unei sesiuni de comunicare, permițând aplicațiilor să interacționeze între ele timp îndelungat;
crearea/încheierea unei sesiuni;
schimb de informatii;
sincronizarea sarcinilor;
stabilirea dreptului la transferul de date;
menținerea sesiunii în perioadele de inactivitate a aplicației.
sincronizarea transmisiei este asigurată prin plasarea punctelor de control în fluxul de date, de la care procesul se reia în cazul defecțiunilor.

Funcții de prezentare

responsabil pentru conversia protocolului și codificarea/decodificarea datelor. Solicitările de aplicație primite de la nivelul aplicației sunt convertite într-un format pentru transmisie prin rețea, iar datele primite din rețea sunt convertite într-un format ușor de înțeles de către aplicații;
posibila implementare:
comprimarea/decomprimarea sau codificarea/decodarea datelor;
redirecționarea cererilor către o altă resursă de rețea dacă nu pot fi procesate local.
exemplu: protocol SSL(oferă mesagerie secretă pentru protocoalele de nivel de aplicație TCP/IP).

Funcțiile stratului de aplicare ale modelului osi

este un set de diverse protocoale cu ajutorul cărora utilizatorii rețelei obțin acces la resurse partajate, organizează munca în comun;
asigură interacțiunea între rețea și utilizator;
permite aplicațiilor utilizatorului să acceseze servicii de rețea, cum ar fi gestionarea interogărilor bazei de date, accesul la fișiere, redirecționarea e-mail-urilor;
responsabil pentru transferul informațiilor despre servicii;
furnizează aplicațiilor informații despre erori;
exemplu: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

Straturi dependente de rețea și independente de rețea ale modelului osi cu șapte niveluri

În funcție de funcționalitatea lor, cele șapte straturi ale modelului OSI pot fi clasificate într-una din două grupuri:

un grup în care nivelurile depind de implementarea tehnică specifică a unei rețele de calculatoare. Straturile fizice, de legătură și de rețea sunt dependente de rețea, cu alte cuvinte, aceste straturi sunt legate indisolubil de echipamentele specifice de rețea utilizate.
un grup în care nivelurile sunt concentrate în principal pe lucrul cu aplicații. Niveluri de sesiune, prezentare și aplicație - sunt concentrate pe aplicațiile utilizate și practic nu depind de ce fel de echipament de rețea este utilizat într-o rețea de calculatoare, adică independent de rețea.