Referenčný model OSI. Model OSI je jednoduchý! 7-vrstvový model

Vývoj ktorých nesúvisel s modelom OSI.

Vrstvy modelu OSI

Model pozostáva zo 7 úrovní umiestnených nad sebou. Vrstvy vzájomne interagujú (vertikálne) prostredníctvom rozhraní a môžu interagovať s paralelnou vrstvou iného systému (horizontálne) prostredníctvom protokolov. Každá úroveň môže interagovať iba so svojimi susedmi a vykonávať funkcie, ktoré sú jej priradené. Viac podrobností je možné vidieť na obrázku.

Model OSI
Dátový typ	úroveň	Funkcie
Údaje	7. Aplikačná vrstva	Prístup k online službám
	6. Prezentačná vrstva	Reprezentácia a kódovanie údajov
	5. Vrstva relácie	Správa relácií
Segmenty	4. Doprava	Priama komunikácia medzi koncovými bodmi a spoľahlivosť
Balíčky	3. Zosieťované	Určenie trasy a logické adresovanie
Personál	2. Kanál	Fyzické adresovanie
bitov	1. Fyzická vrstva	Práca s médiami, signálmi a binárnymi dátami

Úroveň aplikácie (aplikácie) (angl. aplikačná vrstva)

Najvyššia úroveň modelu zabezpečuje interakciu užívateľských aplikácií so sieťou. Táto vrstva umožňuje aplikáciám využívať sieťové služby, ako je vzdialený prístup k súborom a databázam, preposielanie e-mailov. Je tiež zodpovedný za prenos servisných informácií, poskytuje aplikáciám informácie o chybách a generuje požiadavky prezentačnej vrstvy. Príklad: HTTP , POP3 , SMTP , FTP , XMPP , OSCAR , BitTorrent , MODBUS, SIP

Výkonný (prezentačná vrstva) prezentačnej vrstvy)

Táto vrstva je zodpovedná za konverziu protokolu a kódovanie/dekódovanie údajov. Konvertuje aplikačné požiadavky prijaté z aplikačnej vrstvy do formátu na prenos cez sieť a konvertuje dáta prijaté zo siete do formátu zrozumiteľného pre aplikácie. Na tejto úrovni je možné vykonávať kompresiu/dekompresiu alebo kódovanie/dekódovanie údajov, ako aj presmerovanie požiadaviek na iný sieťový zdroj, ak ich nemožno spracovať lokálne.

Vrstva 6 (reprezentácie) referenčného modelu OSI je zvyčajne medziprotokol na konverziu informácií zo susedných vrstiev. To umožňuje komunikáciu medzi aplikáciami na odlišných počítačových systémoch spôsobom, ktorý je pre aplikácie transparentný. Prezentačná vrstva zabezpečuje formátovanie a transformáciu kódu. Formátovanie kódu sa používa na zabezpečenie toho, aby aplikácia prijímala informácie na spracovanie, ktoré jej dávajú zmysel. V prípade potreby môže táto vrstva prekladať z jedného dátového formátu do druhého. Prezentačná vrstva sa zaoberá nielen formátmi a prezentáciou údajov, ale zaoberá sa aj dátovými štruktúrami, ktoré programy používajú. Vrstva 6 teda zabezpečuje organizáciu údajov počas ich prenosu.

Aby ste pochopili, ako to funguje, predstavte si, že existujú dva systémy. Jeden používa kód EBCDIC Extended Binary Information Interchange Code, ako je napríklad mainframe IBM, na reprezentáciu údajov a druhý používa americký štandardný kód na výmenu informácií ASCII (používaný väčšinou ostatných výrobcov počítačov). Ak si tieto dva systémy potrebujú vymieňať informácie, potom je potrebná prezentačná vrstva na vykonanie transformácie a prekladu medzi dvoma rôznymi formátmi.

Ďalšou funkciou vykonávanou na úrovni prezentácie je šifrovanie dát, ktoré sa používa v prípadoch, keď je potrebné chrániť prenášané informácie pred ich prijatím neoprávnenými príjemcami. Na splnenie tejto úlohy musia procesy a kód na úrovni zobrazenia vykonať transformácie údajov. Na tejto úrovni existujú ďalšie podprogramy, ktoré komprimujú texty a konvertujú grafické obrázky na bitové toky, aby ich bolo možné prenášať cez sieť.

Normy na úrovni prezentácie definujú aj spôsob prezentácie grafiky. Na tento účel možno použiť formát PICT, obrazový formát používaný na prenos grafiky QuickDraw medzi programami pre počítače Macintosh a PowerPC. Ďalším formátom reprezentácie je označený formát obrazového súboru TIFF, ktorý sa bežne používa pre bitové mapy s vysokým rozlíšením. Ďalší štandard prezentačnej úrovne, ktorý možno použiť pre grafiku, je ten, ktorý vyvinula Joint Photographic Expert Group; pri každodennom používaní sa tento štandard jednoducho označuje ako JPEG.

Existuje ďalšia skupina štandardov úrovne prezentácie, ktoré definujú prezentáciu zvuku a filmov. To zahŕňa rozhranie Musical Instrument Digital Interface (MIDI) na digitálnu reprezentáciu hudby, vyvinutý spoločnosťou Cinematography Expert Group, štandard MPEG, ktorý sa používa na kompresiu a kódovanie videí na CD, ich digitálne ukladanie a prenos rýchlosťou až 1,5 Mbps. /s a QuickTime, štandard, ktorý popisuje zvukové a obrazové prvky pre programy spustené na počítačoch Macintosh a PowerPC.

Vrstva relácie vrstva relácie)

5. úroveň modelu je zodpovedná za udržiavanie komunikačnej relácie, čo umožňuje aplikáciám vzájomnú interakciu po dlhú dobu. Vrstva riadi vytváranie/ukončenie relácie, výmenu informácií, synchronizáciu úloh, určenie práva na prenos údajov a údržbu relácie počas období nečinnosti aplikácie. Synchronizácia prenosu je zabezpečená umiestnením kontrolných bodov do dátového toku, od ktorých sa proces obnoví, ak je interakcia prerušená.

Transportná vrstva transportná vrstva)

4. úroveň modelu je navrhnutá tak, aby poskytovala dáta bez chýb, strát a duplicit v poradí, v akom boli prenášané. Zároveň nezáleží na tom, aké údaje sa prenášajú, odkiaľ a kam, to znamená, že samotný prenosový mechanizmus zabezpečuje. Rozdeľuje dátové bloky na fragmenty, ktorých veľkosť závisí od protokolu, krátke spája do jedného a delí dlhé. Príklad: TCP, UDP.

Existuje mnoho tried protokolov transportnej vrstvy, od protokolov, ktoré poskytujú iba základné transportné funkcie (napríklad funkcie prenosu dát bez potvrdenia), až po protokoly, ktoré zaisťujú doručenie viacerých dátových paketov na miesto určenia v správnom poradí, multiplexovanie viacerých dát. tokov, poskytujú mechanizmus riadenia toku dát a zaručujú platnosť prijatých dát.

Niektoré protokoly sieťovej vrstvy, nazývané protokoly bez pripojenia, nezaručujú, že údaje budú doručené na miesto určenia v poradí, v akom boli odoslané zdrojovým zariadením. Niektoré transportné vrstvy to riešia zbieraním údajov v správnom poradí pred ich odovzdaním vrstve relácie. Multiplexovanie (multiplexovanie) dát znamená, že transportná vrstva je schopná súčasne spracovať viacero dátových tokov (toky môžu pochádzať z rôznych aplikácií) medzi dvoma systémami. Mechanizmus riadenia toku je mechanizmus, ktorý vám umožňuje regulovať množstvo údajov prenášaných z jedného systému do druhého. Protokoly transportnej vrstvy majú často funkciu riadenia doručovania údajov, čo núti systém prijímajúci údaje posielať vysielacej strane potvrdenie, že údaje boli prijaté.

Fungovanie protokolov s nadviazaním spojenia môžete opísať na príklade bežného telefónu. Protokoly tejto triedy začínajú prenos údajov vyvolaním alebo nastavením cesty paketov od zdroja k cieľu. Potom sa spustí sériový prenos dát a na konci prenosu sa spojenie preruší.

Protokoly bez pripojenia, ktoré odosielajú údaje obsahujúce kompletné informácie o adrese v každom pakete, fungujú podobne ako poštový systém. Každý list alebo balík obsahuje adresu odosielateľa a príjemcu. Ďalej každá prostredná pošta alebo sieťové zariadenie prečíta informácie o adrese a rozhodne o smerovaní údajov. List alebo dátový paket sa prenáša z jedného sprostredkujúceho zariadenia do druhého, kým nie je doručený príjemcovi. Protokoly bez pripojenia nezaručujú, že informácie dorazia príjemcovi v poradí, v akom boli odoslané. Transportné protokoly sú zodpovedné za nastavenie údajov v správnom poradí pri použití sieťových protokolov bez spojenia.

Sieťová vrstva sieťová vrstva)

3. vrstva modelu siete OSI je určená na určenie cesty prenosu dát. Zodpovedá za preklad logických adries a mien na fyzické, určovanie najkratších trás, prepínanie a smerovanie, monitorovanie problémov siete a preťaženia. Na tejto úrovni funguje sieťové zariadenie, napríklad smerovač.

Protokoly sieťovej vrstvy smerujú údaje zo zdroja do cieľa.

Linková vrstva vrstva dátového spojenia)

Táto vrstva je navrhnutá tak, aby zabezpečovala interakciu sietí na fyzickej vrstve a kontrolovala chyby, ktoré sa môžu vyskytnúť. Dáta prijaté z fyzickej vrstvy zabalí do rámcov, skontroluje integritu, v prípade potreby opraví chyby (odošle opakovanú požiadavku na poškodený rámec) a odošle do sieťovej vrstvy. Linková vrstva môže interagovať s jednou alebo viacerými fyzickými vrstvami, pričom túto interakciu riadi a riadi. Špecifikácia IEEE 802 rozdeľuje túto úroveň na 2 podúrovne - MAC (Media Access Control) reguluje prístup k zdieľanému fyzickému médiu, LLC (Logical Link Control) poskytuje službu na úrovni siete.

V programovaní táto úroveň predstavuje ovládač sieťovej karty, v operačných systémoch existuje programovacie rozhranie pre vzájomnú interakciu kanálových a sieťových úrovní, nejde o novú úroveň, ale jednoducho o implementáciu modelu pre konkrétny OS. . Príklady takýchto rozhraní: ODI, NDIS

Fyzická vrstva fyzická vrstva)

Najnižšia úroveň modelu je určená priamo na prenos dátového toku. Vykonáva prenos elektrických alebo optických signálov do káblového alebo rádiového vzduchu a podľa toho ich príjem a konverziu na dátové bity v súlade so spôsobmi kódovania digitálnych signálov. Inými slovami, poskytuje rozhranie medzi sieťovým operátorom a sieťovým zariadením.

OSI model a reálne protokoly

Sedemvrstvový model OSI je teoretický a obsahuje množstvo nedostatkov. Boli pokusy vybudovať siete presne podľa modelu OSI, ale takto vytvorené siete boli drahé, nespoľahlivé a nepohodlné na používanie. Skutočné sieťové protokoly používané v existujúcich sieťach sú nútené odchýliť sa od neho a poskytujú neúmyselné schopnosti, takže väzba niektorých z nich na vrstvy OSI je trochu ľubovoľná: niektoré protokoly zaberajú niekoľko vrstiev modelu OSI, funkcie spoľahlivosti sú implementované na niekoľkých vrstvách modelu OSI.

Hlavnou chybou OSI je nedomyslená transportná vrstva. Na ňom OSI umožňuje výmenu údajov medzi aplikáciami (predstavuje koncept prístav- identifikátor aplikácie), v OSI však nie je zabezpečená možnosť výmeny jednoduchých datagramov (typu UDP) - transportná vrstva musí vytvárať spojenia, zabezpečovať doručovanie, riadiť tok a pod. (typu TCP). Túto možnosť implementujú skutočné protokoly.

Rodina TCP/IP

Rodina TCP/IP má tri transportné protokoly: TCP, ktorý je plne kompatibilný s OSI, poskytuje overenie príjmu dát, UDP, ktorý zodpovedá transportnej vrstve len prítomnosťou portu, zabezpečuje výmenu datagramov medzi aplikáciami, neposkytuje zaručiť príjem dát a SCTP, ktoré sú navrhnuté tak, aby eliminovali niektoré nedostatky TCP a do ktorých pribudli niektoré inovácie. (V rodine TCP/IP existuje asi dvesto ďalších protokolov, z ktorých najznámejší je servisný protokol ICMP , ktorý sa interne používa na zabezpečenie prevádzky, ostatné tiež nie sú transportné protokoly.)

Rodina IPX/SPX

V rodine IPX/SPX sa v protokole sieťovej vrstvy IPX objavujú porty (nazývané „sockets“ alebo „sockets“), ktoré umožňujú výmenu datagramov medzi aplikáciami (operačný systém si časť soketov vyhradzuje pre seba). Protokol SPX zas dopĺňa IPX so všetkými ostatnými možnosťami transportnej vrstvy v plnom súlade s OSI.

Pre adresu hostiteľa používa IPX identifikátor vytvorený zo štvorbajtového čísla siete (prideleného smerovačmi) a MAC adresy sieťového adaptéra.

Model DOD

Zásobník protokolov TCP/IP využívajúci zjednodušený štvorvrstvový model OSI.

Adresovanie v IPv6

Cieľové a zdrojové adresy v IPv6 majú dĺžku 128 bitov alebo 16 bajtov. Verzia 6 zovšeobecňuje špeciálne typy adries verzie 4 na nasledujúce typy adries:

Unicast je individuálna adresa. Určuje jeden uzol - port počítača alebo smerovača. Paket musí byť doručený do uzla najkratšou cestou.
Cluster je adresa klastra. Označuje skupinu hostiteľov, ktorí zdieľajú spoločnú predponu adresy (napríklad pripojenú k rovnakej fyzickej sieti). Paket musí byť nasmerovaný do skupiny uzlov najkratšou cestou a potom doručený iba jednému z členov skupiny (napríklad najbližšiemu uzlu).
Multicast je adresa množiny hostiteľov, prípadne v rôznych fyzických sieťach. Kópie paketu musia byť doručené každému uzlu v súprave pomocou hardvérových multicastových alebo vysielacích schopností, ak je to možné.

Rovnako ako v prípade IPv4 sú adresy IPv6 rozdelené do tried na základe hodnoty niekoľkých najvýznamnejších bitov adresy.

Väčšina tried je rezervovaná pre budúce použitie. Pre praktické využitie je najzaujímavejšia trieda určená pre poskytovateľov internetových služieb, tzv Unicast pridelené poskytovateľom.

Adresa tejto triedy má nasledujúcu štruktúru:

Každý ISP má priradený jedinečný identifikátor, ktorý označuje všetky siete, ktoré podporuje. Ďalej poskytovateľ pridelí svojim účastníkom jedinečné identifikátory a oba identifikátory použije pri prideľovaní bloku adries účastníkov. Účastník sám prideľuje svojim podsieťam a uzlom týchto sietí jedinečné identifikátory.

Predplatiteľ môže použiť techniku podsiete používanú v IPv4 na ďalšie rozdelenie poľa ID podsiete na menšie polia.

Opísaná schéma sa približuje schéme adresovania IPv6 tým, ktoré sa používajú v teritoriálnych sieťach, ako sú telefónne siete alebo siete X.25. Hierarchia polí adries umožní chrbticovým smerovačom pracovať iba s vyššími časťami adresy, pričom spracovanie menej významných polí ponecháva účastníckym smerovačom.

Pod poľom ID hostiteľa musí byť alokovaných minimálne 6 bajtov, aby bolo možné použiť MAC adresy LAN priamo v IP adresách.

Kvôli kompatibilite s verziou IPv4 schémy adresovania má IPv6 triedu adries, ktoré majú 0000 0000 v bitoch vyššieho rádu adresy. Spodné 4 bajty adresy tejto triedy musia obsahovať adresu IPv4. Smerovače, ktoré podporujú obe verzie adries, musia poskytovať preklad pri prechode paketu zo siete, ktorá podporuje IPv4 adresovanie, do siete, ktorá podporuje IPv6 adresovanie a naopak.

Kritika

Sedemvrstvový model OSI bol niektorými odborníkmi kritizovaný. Najmä v klasickej knihe UNIX. Príručka správcu systému“ od Evi Nemeth a ďalších píše:

... Kým sa komisie ISO dohadovali o svojich štandardoch, za ich chrbtom sa menil celý koncept sieťovania a na celom svete sa zavádzal protokol TCP / IP. …
…
A tak, keď boli protokoly ISO konečne implementované, objavilo sa niekoľko problémov:
Tieto protokoly boli založené na konceptoch, ktoré v dnešných sieťach nedávajú zmysel.
Ich špecifikácie boli v niektorých prípadoch neúplné.
Z hľadiska ich funkčnosti boli horšie ako ostatné protokoly.
Prítomnosť viacerých vrstiev spôsobila, že tieto protokoly sú pomalé a ťažko implementovateľné.
…
… Teraz aj tí najhorlivejší zástancovia týchto protokolov pripúšťajú, že OSI sa postupne posúva k tomu, aby sa stal malou poznámkou pod čiarou na stránkach počítačovej histórie.

Model interakcie otvorených systémov OSI (Open System Interconnection) je súbor noriem pre vzájomnú interakciu sieťových zariadení. Nazýva sa aj zásobník protokolov. Navrhnuté tak, aby zabezpečili, že rôzne sieťové objekty bez ohľadu na výrobcu a typ (počítač, server, prepínač, rozbočovač a dokonca aj prehliadač, ktorý zobrazuje html stránku) vyhovujú jednotné pravidlá práce s údajmi a mohli úspešne vykonávať výmenu informácií.

Sieťové zariadenia sa líšia vo funkcii a „blízkosti“ ku koncovému používateľovi – osobe alebo aplikácii. Preto model OSI popisuje 7 úrovní interakcie, z ktorých každá má svoje vlastné protokoly, nedeliteľné časti údajov a zariadenia. Poďme analyzovať princíp fungovania sedemvrstvového OSI modelu na príkladoch.

Sieťové vrstvy modelu OSI

Fyzické

Zodpovedá za fyzický prenos údajov medzi zariadeniami na veľké a krátke vzdialenosti. On opisuje typy signálov a spôsoby ich spracovania pre rôzne prenosové médiá: drôty (krútený pár a koaxiálny), optické vlákno, rádiové spojenie (wi-fi a bluetooth), infračervený kanál. Jednotky údajov na tejto úrovni sú bity prevedené na elektrické impulzy, svetlo, rádiové vlny atď. Tiež sú tu fixné typy konektorov, ich pinout.

Zariadenia pracujúce na fyzickej vrstve modelu OSI (model OSI): opakovače signálu, koncentrátory (rozbočovače). Ide o najmenej „inteligentné“ zariadenia, ktorých úlohou je zosilniť signál alebo ho rozdeliť bez akejkoľvek analýzy a úpravy.

odvádzané

Keďže je nad fyzickým, musí „znížiť“ správne naformátované údaje prenosové médium, ktorý ich predtým prevzal z najvyššej úrovne. Na prijímacom konci protokoly spojovej vrstvy „získajú“ informácie z fyziky, skontrolujú prijaté chyby a odovzdajú ich do zásobníka protokolov.

Na implementáciu overovacích postupov je potrebné po prvé segmentovať údaje na prenos do častí (rámcov) a po druhé ich doplniť o servisné informácie (hlavičky).

Aj tu sa prvýkrát objavuje pojem adresa. Tu ide o adresu MAC (English Media Access Control) – šesťbajtový identifikátor sieťového zariadenia, ktorý je potrebné v rámcoch označiť ako príjemcu a odosielateľa pri prenose údajov v rámci rovnakého lokálneho segmentu.

Zariadenia: sieťový most (bridge), prepínač. Ich primárnou odlišnosťou od „nižších“ zariadení je udržiavanie tabuliek MAC adries pre ich porty a distribúcia/filtrovanie prevádzky len v nevyhnutných smeroch.

siete

Spája celé siete. rozhoduje globálne logistické výzvy o prenose dát medzi rôznymi segmentmi veľkých sietí: smerovanie, filtrovanie, optimalizácia a kontrola kvality.

Jednotkou prenášanej informácie sú pakety. Adresovanie uzlov a sietí sa vykonáva tak, že sa im priraďujú 4-bajtové čísla - IP (English Internet Protocol) adresy, hierarchicky usporiadané a umožňujú flexibilne konfigurovať vzájomnú logickú viditeľnosť segmentov siete.

Existujú aj známe symbolické názvy uzlov, ktoré sú mapované na IP adresy protokolmi sieťovej vrstvy. Zariadeniami pracujúcimi na tomto poschodí modelu OSI sú smerovače (smerovače, brány). Implementujúc v sebe všetky tri prvé úrovne zásobníka protokolov, zjednocujú rôzne siete, presmerujú pakety z jednej na druhú, vyberú si cestu podľa určitých pravidiel, udržiavajú štatistiku prenosu a zaisťujú bezpečnosť pomocou filtrovacích tabuliek.

Doprava

Prenos sa v tomto prípade považuje za logický (keďže 1 stupeň zásobníka je zodpovedný za fyzický): nadviazanie spojenia s opačným uzlom na príslušnej úrovni, potvrdenie doručenia prijatých údajov a kontrola ich kvality. Takto funguje protokol TCP (Transmission Control Protocol). Prenášaná časť informácie je blok alebo segment.

Na prenos streamovaných polí (datagramov) sa používa protokol UDP (User Datagram Protocol).

Adresa – desatinné číslo virtuálneho softvérového portu konkrétnej pracovnej stanice alebo servera.

relácia

Riadi proces prenosu z hľadiska užívateľského prístupu. Obmedzuje čas spojenia (relácie) jedného uzla s druhým, riadi prístupové práva, synchronizuje začiatok a koniec výmeny.

výkonný

Údaje prijaté zdola - z relácie - musia byť správne prezentované koncovému používateľovi alebo aplikácii. Správne dekódovanie, dekompresia údajov, ak prehliadač uložil vašu návštevnosť - tieto operácie sa vykonávajú v predposlednom kroku.

Aplikované

Aplikácia alebo aplikačná vrstva. Surfovanie v prehliadači, prijímanie a odosielanie pošty, prístup k iným sieťovým uzlom prostredníctvom vzdialeného prístupu je vrcholom sieťového modelu OSI.

Príklad fungovania sieťového modelu

Uvažujme o živom príklade princípu zásobníka protokolov. Umožnite používateľovi počítača poslať fotografiu priateľovi s podpisom v messenger. Zostup po úrovniach modelu:

Na aplikovanom vytvorí sa správa: do balíka sa okrem fotografie a textu pridá aj informácia o adrese servera správ (symbolický názov www.xxxxx.com sa špeciálnym protokolom zmení na desiatkovú IP adresu), adresa príjemcu identifikátor na tomto serveri a prípadne niektoré ďalšie servisné informácie.
Na reprezentatívny- fotografiu je možné komprimovať, ak je jej veľkosť vzhľadom na messenger a jeho nastavenia veľká.
relácia sledovať logické pripojenie používateľa k serveru, jeho stav. Budú tiež kontrolovať proces prenosu údajov po jeho začatí a budú sledovať reláciu.
Na dopravyúdaje sú rozdelené do blokov. Polia služieb transportnej vrstvy sú pridané s kontrolnými súčtami, možnosťami kontroly chýb atď. Jedna fotografia sa môže zmeniť na niekoľko blokov.
Na siete- bloky sú obalené servisnými informáciami, ktoré okrem iného obsahujú adresu odosielajúceho hostiteľa a IP adresu servera správ. Sú to tieto informácie, ktoré umožnia IP paketom dostať sa na server, možno na celom svete.
Na kanál IP paketové dáta sú zbalené do rámcov s pridaním servisných polí, najmä MAC adries. Adresa vašej vlastnej sieťovej karty bude umiestnená do poľa odosielateľa a MAC predvolenej brány bude umiestnená do poľa príjemcu, opäť z vašich vlastných sieťových nastavení (je nepravdepodobné, že počítač je v rovnakej sieti ako server, jeho MAC je neznáma a je známa predvolená brána, napríklad domáci router).
Na fyzické- bity z rámcov budú preložené do rádiových vĺn a dostanú sa do domáceho smerovača cez wi-fi protokol.
Tam budú informácie stúpať pozdĺž zásobníka protokolov už do 3. úrovne zásobníka smerovača, potom budú preposielanie paketov k smerovačom ISP. A tak ďalej, až kým sa na serveri messenger na najvyššej úrovni nedostane správa a fotografia v pôvodnej podobe na osobný disk odosielateľa, potom príjemca. A potom podobná cesta informácií začne už k adresátovi správy, keď sa pripojí online a vytvorí reláciu so serverom.

Tento článok je venovaný referencii sieťový sedemvrstvový model OSI. Tu nájdete odpoveď na otázku, prečo musia správcovia systému chápať tento sieťový model, zváži sa všetkých 7 úrovní modelu a naučíte sa aj základy TCP / IP modelu, ktorý bol zostavený na základe referenčný model OSI.

Keď som sa začal venovať rôznym IT technológiám, začal som sa tejto oblasti venovať, samozrejme, o žiadnom modeli som nevedel, ani som o tom neuvažoval, ale skúsenejší odborník mi poradil štúdium, resp. radšej pochopte tento model a pridajte, že „ ak pochopíte všetky princípy interakcie, bude oveľa jednoduchšie spravovať, konfigurovať sieť a riešiť všetky druhy sieťových a iných problémov". Ja som ho, samozrejme, poslúchol a začal som prehrabávať knihami, internetom a inými zdrojmi informácií a zároveň som si na existujúcej sieti overoval, či je to všetko v skutočnosti pravda.

V modernom svete dosiahol rozvoj sieťovej infraštruktúry takú vysokú úroveň, že bez vybudovania čo i len malej siete podnik ( počítajúc do toho a malé) nebudú môcť jednoducho normálne existovať, takže správcovia systému sú čoraz viac žiadaní. A pre kvalitatívnu výstavbu a konfiguráciu akejkoľvek siete musí správca systému pochopiť princípy referenčného modelu OSI, len aby ste sa naučili chápať interakciu sieťových aplikácií a vo všeobecnosti princípy prenosu dát v sieti, pokúsim sa prezentovať tento materiál dostupným spôsobom aj pre začínajúcich administrátorov.

Model siete OSI (otvorený systém prepojenia základný referenčný model) je abstraktný model interakcie počítačov, aplikácií a iných zariadení v sieti. Stručne povedané, podstatou tohto modelu je, že organizácia ISO ( Medzinárodná organizácia pre štandardizáciu) vyvinul štandard pre sieťovú prevádzku, aby sa naň mohol každý spoľahnúť, a existovala kompatibilita všetkých sietí a interakcia medzi nimi. Jeden z najpopulárnejších protokolov sieťovej interakcie, ktorý sa používa na celom svete, je TCP/IP a je postavený na základe referenčného modelu.

Poďme teda priamo k úrovniam tohto modelu a najprv sa zoznámime so všeobecným obrazom tohto modelu v kontexte jeho úrovní.

Teraz si povedzme podrobnejšie o každej úrovni, je zvykom popisovať úrovne referenčného modelu zhora nadol, na tejto ceste prebieha interakcia, na jednom počítači zhora nadol a na počítači, kde sú údaje sa prijíma zdola nahor, t.j. údaje prechádzajú postupne každou úrovňou.

Popis úrovní sieťového modelu

Aplikačná vrstva (7) (aplikačná vrstva) je začiatočný a zároveň koncový bod dát, ktoré chcete preniesť cez sieť. Táto vrstva je zodpovedná za interakciu aplikácií po sieti, t.j. Aplikácie komunikujú na tejto úrovni. Toto je najvyššia úroveň a musíte na to pamätať pri riešení problémov, ktoré sa objavia.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNET a ďalšie. Inými slovami, aplikácia 1 odošle požiadavku aplikácii 2 pomocou týchto protokolov, a aby sa zistilo, že aplikácia 1 odoslala požiadavku aplikácii 2, musí medzi nimi existovať spojenie a je to protokol, ktorý je za to zodpovedný. spojenie.

Prezentačná vrstva (6)- táto vrstva je zodpovedná za kódovanie dát, aby sa potom mohli prenášať po sieti a podľa toho ich konvertuje späť, aby aplikácia týmto dátam rozumela. Po tejto úrovni sa údaje pre ostatné úrovne stávajú rovnakými, t.j. bez ohľadu na to, o aké údaje ide, či ide o textový dokument alebo e-mailovú správu.

Na tejto úrovni fungujú nasledujúce protokoly: RDP, LPP, NDR a ďalšie.

Vrstva relácie (5)– zodpovedá za udržiavanie relácie medzi dátovými prenosmi, t.j. trvanie relácie sa líši v závislosti od prenášaných údajov, preto ju treba udržiavať alebo ukončiť.

Na tejto úrovni fungujú nasledujúce protokoly: ASP, L2TP, PPTP a ďalšie.

Transportná vrstva (4)- Zodpovedá za spoľahlivosť prenosu údajov. Údaje tiež rozdelí na segmenty a znova ich poskladá, pretože údaje prichádzajú v rôznych veľkostiach. Existujú dva známe protokoly tejto úrovne - sú to tieto TCP a UDP. Protokol TCP dáva záruku, že dáta budú doručené v plnom rozsahu, ale protokol UDP to nezaručuje, a preto sa používajú na rôzne účely.

Sieťová vrstva (3)- je určený na určenie cesty, ktorou by sa mali dáta uberať. Smerovače fungujú na tejto úrovni. Je tiež zodpovedný za: preklad logických adries a mien na fyzické, určenie krátkej trasy, prepínanie a smerovanie a monitorovanie problémov so sieťou. Na tejto úrovni to funguje. IP protokol a smerovacie protokoly ako RIP, OSPF.

Linková vrstva (2)- poskytuje interakciu na fyzickej úrovni, na tejto úrovni sú určené MAC adresy sieťových zariadení sa tu sledujú a opravujú aj chyby, t.j. znova požiadať o poškodený rámec.

Fyzická vrstva (1)- to je priamo premena všetkých rámov na elektrické impulzy a naopak. Inými slovami, fyzický prenos údajov. Pracujte na tejto úrovni koncentrátory.

Takto vyzerá celý proces prenosu dát z pohľadu tohto modelu. Ide o referenčný a štandardizovaný, a preto sú na ňom založené ďalšie sieťové technológie a modely, najmä model TCP/IP.

TCP IP model

Model TCP/IP mierne odlišné od modelu OSI, aby som bol konkrétnejší, v tomto modeli sa spojili niektoré vrstvy modelu OSI a tu sú len 4 z nich:

Aplikované;
Doprava;
sieť;
kanál.

Obrázok ukazuje rozdiel medzi týmito dvoma modelmi a tiež ukazuje, na akých úrovniach fungujú známe protokoly.

O OSI sieťovom modeli a konkrétne o interakcii počítačov v sieti sa dá dlho rozprávať a nezmestí sa to do jedného článku a bude to trochu nezrozumiteľné, preto som sa tu pokúsil predstaviť, ako to boli, základ tohto modelu a popis všetkých úrovní. Hlavná vec je pochopiť, že toto všetko je naozaj pravda a súbor, ktorý ste odoslali cez sieť, jednoducho prechádza " obrovský» cestu pred dosiahnutím koncového používateľa, ale deje sa tak rýchlo, že si to nevšimnete, z veľkej časti vďaka pokročilým sieťovým technológiám.

Dúfam, že toto všetko vám pomôže pochopiť interakciu sietí.

V tomto článku pochopíme, čo je model siete OSI, z akých úrovní pozostáva a aké funkcie vykonáva. Predmetom rozhovoru je teda určitý model interakcie noriem, ktoré určujú postupnosť výmeny údajov a programov.

Skratka OSI Open Systems Interconnection znamená Open Systems Interconnection Model. Na vyriešenie problému kompatibility rôznych systémov vydala organizácia pre normalizáciu v roku 1983 odkaz na model OSI. Popisuje štruktúru otvorených systémov, ich požiadavky a ich interakcie.

Otvorený systém je systém zostavený podľa otvorených špecifikácií, ktoré sú dostupné každému a tiež spĺňajú určité štandardy. Napríklad Windows sa považuje za otvorený systém, pretože je založený na otvorených špecifikáciách, ktoré popisujú fungovanie internetu, ale počiatočné kódy systému sú uzavreté.

Výhodou je, že je možné vybudovať sieť zariadení od rôznych výrobcov, v prípade potreby vymeniť jej jednotlivé komponenty. Môžete jednoducho spojiť niekoľko sietí do jedného celku.

Podľa modelu, ktorý uvažujeme, je potrebné, aby počítačové siete pozostávali zo siedmich úrovní. Pretože model nepopisuje protokoly definované jednotlivými štandardmi, nejde o sieťovú architektúru.

Bohužiaľ, z praktického hľadiska model interakcie otvorených systémov neplatí. Jeho osobitosť spočíva v zvládnutí teoretickej problematiky sieťovej interakcie. Preto sa tento model používa ako jednoduchý jazyk na popis konštrukcie rôznych typov sietí.

Modelové úrovneOSI

Základnou štruktúrou je systém pozostávajúci zo 7 úrovní. Vynára sa otázka, za čo je zodpovedných sedem fáz a prečo model potrebuje toľko úrovní? Všetky sú zodpovedné za určitú fázu procesu odosielania sieťovej správy a tiež obsahujú určitú sémantickú záťaž. Kroky sa vykonávajú oddelene od seba a nevyžadujú zvýšenú kontrolu zo strany užívateľa. Nie je to pohodlné?

Nižšie stupne systému, od prvého po tretí, riadia fyzické doručovanie dát cez sieť, nazývajú sa mediálne vrstvy.

Zvyšné úrovne pomáhajú zabezpečiť presné doručovanie údajov medzi počítačmi v sieti, nazývajú sa hostiteľské počítače.

Aplikácia je úroveň najbližšie k používateľovi. Jeho rozdiel od ostatných je v tom, že neposkytuje služby iným úrovniam. Poskytuje služby aplikačným procesom, ktoré sú mimo rámca modelu, ako je prenos databázy, hlas a ďalšie.

Tento stupeň je usporiadaný relatívne jednoduchšie ako ostatné, pretože okrem jednotiek a núl v ňom nie sú žiadne iné meracie systémy, táto úroveň neanalyzuje informácie a preto je najnižšia z úrovní. Vykonáva predovšetkým prenos informácií. Hlavným parametrom zaťaženia je bit.

Hlavným účelom fyzickej vrstvy je reprezentovať nulu a jednotku ako signály prenášané cez médium na prenos údajov.

Napríklad existuje určitý komunikačný kanál (CS), odosielaná správa, odosielateľ a podľa toho aj príjemca. CS má svoje vlastné charakteristiky:

Šírka pásma, meraná v bitoch/s, teda koľko dát dokážeme preniesť za jednotku času.
Oneskorenie, ako dlho bude trvať, kým sa správa dostane k odosielateľovi k príjemcovi.
Počet chýb, ak sa chyby vyskytujú často, potom by protokoly mali poskytovať opravu chýb. A ak sú zriedkavé, potom môžu byť opravené na vyšších úrovniach, napríklad na úrovni dopravy.

Ako kanál na prenos informácií sa používajú:

Káble: telefónne, koaxiálne, krútená dvojlinka, optické.
Bezdrôtové technológie, ako sú rádiové vlny, infračervené žiarenie.
Satelitná CS
Bezdrôtová optika alebo lasery sa používajú len zriedka, kvôli nízkej rýchlosti a veľkému množstvu rušenia.

V optických kábloch sa chyby vyskytujú veľmi zriedkavo, pretože je ťažké ovplyvniť šírenie svetla. V medených kábloch sa chyby vyskytujú, ale zriedkavo av bezdrôtovom prostredí sa chyby vyskytujú veľmi často.

Nasledujúca stanica, ktorú informácie navštívia, pripomenie zvyky. Konkrétne sa bude porovnávať IP adresa z hľadiska kompatibility s prenosovým médiom. Tiež identifikuje a opravuje systémové nedostatky. Pre uľahčenie ďalších operácií sú bity zoskupené do rámcov - frame.

Účelom spojovej vrstvy je prenos správ cez CS - rámce.

Úlohydátový odkaz

Nájdite, kde v bitovom prúde správa začína a končí
Zistite a opravte chyby pri odosielaní informácií
Pri adresovaní musíte vedieť, na ktorý počítač máte posielať informácie, pretože v zdieľanom prostredí sa v podstate pripája niekoľko počítačov
Poskytnite konzistentný prístup k zdieľanému prostrediu tak, aby boli informácie súčasne prenášané jedným počítačom.

Chyby sa zisťujú a opravujú na vrstve dátového spojenia. Ak sa zistí, skontroluje sa správnosť doručenia údajov, ak je nesprávny, rámec sa zahodí.

Oprava chýb vyžaduje použitie špeciálnych kódov, ktoré pridávajú k prenášaným údajom nadbytočné informácie.

Opätovné odosielanie údajov, používané v spojení s metódou detekcie chýb. Ak sa v rámci zistí chyba, zahodí sa a odosielateľ rámec odošle znova.

Zistite a opravte chyby

Prax ukázala účinnosť nasledujúcich metód, ak sa používa spoľahlivé médium na prenos dát (káblové) a chyby sa vyskytujú zriedka, potom je lepšie ich opraviť na najvyššej úrovni. Ak sa chyby vyskytujú v CS často, chyby sa musia okamžite opraviť na úrovni prepojenia.

Funkcie tejto fázy v počítači vykonávajú sieťové adaptéry a ovládače, ktoré sú pre ne vhodné. Prostredníctvom nich dochádza k priamej výmene údajov.

Niektoré z protokolov používaných na spojovacej vrstve sú HDLC využívajúce topológiu zbernice a iné.

(NETWORK)

Štádium pripomína proces distribúcie informácií. Všetci používatelia sú napríklad rozdelení do skupín a dátové pakety sa líšia podľa IP adries, ktoré pozostávajú z 32 bitov. Vďaka práci smerovačov v tomto prípade sú všetky sieťové rozdiely odstránené. Toto je takzvaný proces logického smerovania.

Hlavnou úlohou je vytváranie kompozitných sietí vybudovaných na báze sieťových technológií rôznych úrovní spojenia: Ethernet, MPLS. Sieťová vrstva je „chrbticou“ internetu.

Účel sieťovej vrstvy

Môžeme prenášať informácie z jedného počítača do druhého cez Ethernet a Wi-Fi, tak prečo potrebujeme ďalšiu vrstvu? Technológia link layer (CL) má dva problémy, po prvé, technológie CL sa navzájom líšia a po druhé, existuje obmedzenie škálovania.

Aké sú rozdiely v technológiách linkovej vrstvy?

Iná úroveň poskytovaných služieb, niektoré úrovne garantujú doručenie a potrebné poradie správ. Wi-Fi len zaručuje doručenie správy, nie.

Rôzne adresovanie, podľa veľkosti, hierarchie. Sieťové technológie môžu podporovať vysielanie, tzn. je možné posielať informácie na všetky počítače v sieti.

Maximálna veľkosť rámca (MTU) sa môže líšiť napríklad pri internete 1500 a pri Wi-Fi 2300. Ako sa dajú vyjednať takéto rozdiely na úrovni siete?

Môžete poskytnúť iný typ služby, napríklad rámce z Wi-Fi sa prijímajú s odoslaným potvrdením a na Ethernete sa odosielajú bez potvrdenia.

Aby sa vyjednali rozdiely v adresovaní, na sieťovej vrstve sa zavádzajú globálne adresy, ktoré sú nezávislé od adries špecifických pre technológiu (ARP pre ) spojovej vrstvy.

Fragmentácia sa používa na prenos údajov cez viacero sietí, ktoré majú rôzne veľkosti rámca. Zoberme si príklad, prvý počítač prenáša údaje do druhého prostredníctvom 4 medziľahlých sietí spojených 3 smerovačmi. Každá sieť má iné MTU.

Počítač vytvoril prvý rámec a odoslal ho do smerovača, smerovač analyzoval veľkosť rámca a uvedomil si, že ho nebolo možné úplne preniesť cez sieť 2, pretože jeho mtu2 bolo príliš malé.

Router rozdeľuje dáta na 3 časti a prenáša ich samostatne.

Ďalší router spojí dáta do jedného veľkého paketu, určí jeho veľkosť a porovná ich so sieťou mtu 3. A vidí, že jeden MTU3 paket nemôže byť prenesený celý (MTU3 je väčší ako MTU2, ale menší ako MTU1) a router rozdelí rozdelí na 2 časti a odošle na ďalší router.

Posledný smerovač skombinuje paket a celý paket odošle príjemcovi. Fragmentácia sa zaoberá agregáciou sietí a je skrytá pred odosielateľom a príjemcom.

Ako sa rieši problém škálovateľnosti na sieťovej vrstve?

Práca sa nevykonáva s jednotlivými adresami, ako na úrovni prepojenia, ale s blokmi adries. Pakety, pre ktoré nie je známa cesta, sú radšej zahodené, než preposielané späť na všetky porty. A významný rozdiel od kanála, možnosť niekoľkých spojení medzi zariadeniami na úrovni siete a všetky tieto spojenia budú aktívne.

Úlohy sieťovej vrstvy:

Kombinujte siete vytvorené rôznymi technológiami;
Poskytovať kvalitné služby;
Smerovanie, hľadanie cesty od odosielateľa informácie k príjemcovi, cez medziľahlé uzly siete.

Smerovanie

Hľadajte spôsob, ako poslať paket medzi sieťami cez tranzitné uzly – smerovače. Pozrime sa na príklad smerovania. Schéma pozostáva z 5 smerovačov a dvoch počítačov. Ako je možné prenášať údaje z jedného počítača do druhého?

Nabudúce môžu byť údaje odoslané iným spôsobom.

V prípade poruchy jedného z routerov sa nič strašné nestane, pokazený router si viete nájsť cestu.

Protokoly používané v tejto fáze sú: Internetový protokol IP; IPX, potrebné na smerovanie paketov v sieťach atď.

(DOPRAVA)

Existuje nasledujúca úloha, paket príde na počítač, ktorý je pripojený ku zloženej sieti, na počítači beží veľa sieťových aplikácií (webový prehliadač, skype, mail), musíme pochopiť, ktorá aplikácia potrebuje tento paket preniesť. Interakciu sieťových aplikácií zabezpečuje transportná vrstva.

Úlohy transportnej vrstvy

Posielanie údajov medzi procesmi na rôznych hostiteľoch. Pri poskytovaní adresovania musíte vedieť, pre ktorý proces je ten alebo ten paket určený. Zabezpečenie spoľahlivosti prenosu informácií.

Interakčný modelotvorený systém

Hostitelia sú zariadenia, na ktorých fungujú užitočné používateľské programy a sieťové zariadenia, ako sú prepínače, smerovače.

Charakteristickou črtou transportnej vrstvy je priama interakcia jedného počítača s transportnou vrstvou na inom počítači, na iných úrovniach interakcia prebieha pozdĺž článkov reťazca.

Táto vrstva poskytuje end-to-end spojenie medzi dvoma interagujúcimi hostiteľmi. Táto vrstva je nezávislá od siete, umožňuje skryť detaily sieťovej interakcie pred vývojármi aplikácií.

Pre adresovanie na úrovni transportu sa používajú porty, sú to čísla od 1 do 65535. Porty sa zapisujú takto: 192.168.1.3:80 (IP adresa a port).

Funkcie transportnej vrstvy

Poskytuje vyššiu spoľahlivosť, na rozdiel od siete, ktorá sa používa na prenos dát. Používajú sa spoľahlivé komunikačné kanály, chyby v týchto CS sa vyskytujú zriedka, preto je možné vybudovať spoľahlivú sieť, ktorá bude lacná a chyby sa dajú programovo opraviť na hostiteľoch.

Transportná vrstva garantuje doručenie dát, využíva potvrdenie od príjemcu, ak potvrdenie nedostane, transport odošle potvrdenie dát znova. Záruka následnej správy.

vrstva relácie (SESSION)

Relácia (relácia) je súbor sieťových interakcií zameraných na riešenie jedinej úlohy.

Teraz sa sieťovanie stalo zložitejším a nepozostáva z jednoduchých otázok a odpovedí, ako to bývalo. Napríklad načítate webovú stránku, ktorá sa má zobraziť v prehliadači, najprv si musíte stiahnuť samotný text webovej stránky (.html), súbor štýlu (.css), ktorý popisuje dizajnové prvky webovej stránky, stiahnuť obrázky. Aby bolo možné dokončiť úlohu načítania webovej stránky, musí byť implementovaných niekoľko samostatných sieťových operácií.

Session určuje, aký bude prenos informácií medzi 2 aplikačnými procesmi: polovičný duplex (jeden po druhom prenos a príjem dát); alebo duplex (súčasný prenos a príjem informácií).

Prezentačná vrstva(PREZENTÁCIA)

Funkcie - reprezentovať dáta odovzdávané medzi aplikačnými procesmi v požadovanej forme.

Na popis tejto úrovne použite automatický preklad siete z rôznych jazykov. Napríklad vytočíte telefónne číslo, hovoríte po rusky, sieť sa automaticky preloží do francúzštiny, prenesie informácie do Španielska, kde človek zdvihne telefón a vypočuje si vašu otázku v španielčine. Táto úloha zatiaľ nebola zrealizovaná.

Na ochranu údajov odosielaných cez sieť sa používa šifrovanie: vrstva bezpečných soketov, ako aj zabezpečenie transportnej vrstvy, tieto technológie vám umožňujú šifrovať údaje odosielané cez sieť.

Protokoly aplikačnej vrstvy používajú TSL/SSL a možno ich identifikovať podľa s na konci. Napríklad https, ftps a iné. Ak v prehliadači vidíte, že sa používa protokol https a zámok, znamená to, že údaje sú chránené cez sieť pomocou šifrovania.

(APLIKÁCIA)

Je nevyhnutný pre interakciu medzi sieťovými aplikáciami, ako je web, e-mail, skype atď.

V skutočnosti ide o súbor špecifikácií, ktoré umožňujú užívateľovi vstúpiť na stránky, aby našiel informácie, ktoré potrebuje. Jednoducho povedané, úlohou aplikácie je poskytovať prístup k sieťovým službám. Obsah tejto úrovne je veľmi rôznorodý.

Funkcieaplikácie:

Riešenie problémov, odosielanie súborov; riadenie práce a systému;
Identifikácia používateľov pomocou ich prihlasovacieho mena, e-mailovej adresy, hesiel, elektronických podpisov;
Žiadosti o spojenie s inými aplikačnými procesmi;

Video o všetkých úrovniach modeluOSI

Záver

Analýza problémov pomocou modelov siete OSI vám pomôže rýchlo ich nájsť a opraviť. Niet divu, že práca na návrhu programu, ktorý je schopný identifikovať nedostatky a zároveň má zložité stupňovité zariadenie, trvala pomerne dlho. Tento model je vlastne benchmark. V istom čase sa s ňou skutočne pracovalo na vytvorení iných protokolov. Napríklad, . Dnes sa používajú pomerne často.

Pozrime sa na účel úrovní referenčného modelu osi v tomto článku s podrobným popisom každej zo siedmich úrovní modelu.

Proces organizácie princípu sieťovej interakcie v počítačových sieťach je pomerne zložitá a náročná úloha, preto sme sa na implementáciu tejto úlohy rozhodli použiť známy a univerzálny prístup - rozklad.

Rozklad- ide o vedeckú metódu, ktorá využíva rozdelenie jednej komplexnej úlohy na niekoľko jednoduchších úloh - sérií (modulov) vzájomne prepojených.

Vrstvený prístup:

všetky moduly sú rozdelené do samostatných skupín a zoradené podľa úrovní, čím sa vytvára hierarchia;
moduly rovnakej úrovne na plnenie svojich úloh posiela požiadavky iba modulom bezprostredne susediacej nižšej úrovne;
princíp zapuzdrenia je zapnutý - úroveň poskytuje službu a skrýva detaily svojej implementácie pred ostatnými úrovňami.

Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO, založená v roku 1946) dostala za úlohu vytvoriť univerzálny model, ktorý jasne vymedzuje a definuje rôzne úrovne interakcie medzi systémami, pričom má pomenované úrovne a každej úrovni dáva špecifickú úlohu. Tento model bol pomenovaný model interakcie otvorených systémov(Open System Interconnection, OSI) resp ISO/OSI model .

Referenčný model prepojenia otvorených systémov (si sedemúrovňový model) bol predstavený v roku 1977.

Po schválení tohto modelu bol interakčný problém rozdelený (rozložený) na sedem konkrétnych problémov, z ktorých každý je možné riešiť nezávisle od ostatných.

Vrstvy referenčného modelu OSI sú vertikálnou štruktúrou, kde sú všetky funkcie siete rozdelené medzi sedem úrovní. Zvlášť treba poznamenať, že presne opísané operácie, vybavenie a protokoly zodpovedajú každej takejto úrovni.

Interakcia medzi úrovňami je organizovaná nasledovne:

vertikálne - vo vnútri jedného počítača a iba so susednými úrovňami.
horizontálne - je organizovaná logická interakcia - s rovnakou úrovňou iného počítača na druhom konci komunikačného kanála (to znamená, že sieťová úroveň na jednom počítači interaguje so sieťovou úrovňou na inom počítači).

Keďže sedemúrovňový osi model pozostáva z prísne podriadenej štruktúry, každá vyššia úroveň využíva funkcie nižšej úrovne a rozpoznáva, v akej forme a akým spôsobom (t. j. cez aké rozhranie) by sa do nej mal prenášať dátový tok.

Uvažujme, ako je organizovaný prenos správ cez počítačovú sieť v súlade s modelom OSI. Aplikačná vrstva je úroveň aplikácií, to znamená, že táto úroveň sa používateľovi zobrazuje vo forme použitého operačného systému a programov, ktoré sa používajú na odosielanie údajov. Na úplnom začiatku je to aplikačná vrstva, ktorá tvorí správu, potom sa prenáša do reprezentatívnej vrstvy, to znamená, že ide o model OSI. Reprezentatívna vrstva zasa analyzuje hlavičku aplikačnej vrstvy, vykoná požadované akcie a pridá svoje servisné informácie na začiatok správy vo forme reprezentatívnej hlavičky vrstvy pre reprezentatívnu vrstvu cieľového uzla. Potom správa pokračuje nadol, klesá do vrstvy relácie a tá na oplátku tiež pridáva svoje servisné dáta vo forme hlavičky na začiatku správy a proces pokračuje, kým nedosiahne fyzickú vrstvu.

Je potrebné poznamenať, že okrem pridania servisných informácií vo forme hlavičky na začiatku správy môžu úrovne pridať servisné informácie na koniec správy, ktorý sa nazýva "upútavka".

Keď správa dosiahne fyzickú vrstvu, správa je už plne vytvorená na prenos cez komunikačný kanál do cieľového uzla, to znamená, že obsahuje všetky informácie o službe pridané na úrovniach modelu OSI.

Okrem termínu dáta, ktorý sa používa v modeli OSI na aplikačnej, prezentačnej a relačnej vrstve, sa na ďalších vrstvách modelu OSI používajú aj ďalšie termíny, aby bolo možné okamžite určiť, na ktorej vrstve modelu OSI sa vykonáva spracovanie.

V normách ISO sa na označenie konkrétnej časti údajov, s ktorými pracujú protokoly rôznych úrovní modelu OSI, používa spoločný názov – protokolová dátová jednotka (Protocol Data Unit, PDU). Na označenie dátových blokov určitých úrovní sa často používajú špeciálne názvy: rámec (rámec), balík (paket), segment (segment).

Funkcie fyzickej vrstvy

na tejto úrovni sú štandardizované typy konektorov a priradenia pinov;
určuje, ako sú reprezentované "0" a "1";
rozhranie medzi sieťovým nosičom a sieťovým zariadením (prenáša elektrické alebo optické signály do kábla alebo rádiového vzduchu, prijíma ich a konvertuje na dátové bity);
funkcie fyzickej vrstvy sú implementované vo všetkých zariadeniach pripojených k sieti;
vybavenie fyzickej vrstvy: rozbočovače;
Príklady sieťových rozhraní súvisiacich s fyzickou vrstvou: RS-232C, RJ-11, RJ-45, AUI konektory, BNC.

Funkcie prepojenej vrstvy

nula a jeden bit Fyzickej vrstvy sú organizované do rámcov – „rámca“. Rámec je časť údajov, ktorá má nezávislú logickú hodnotu;
organizácia prístupu k prenosovému médiu;
spracovanie chýb pri prenose údajov;
určuje štruktúru väzieb medzi uzlami a spôsoby ich oslovovania;
zariadenia pracujúce na vrstve dátového spojenia: prepínače, mosty;
príklady protokolov súvisiacich s linkovou vrstvou: Ethernet, Token Ring, FDDI, Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.

Pre LAN je linková vrstva rozdelená na dve podvrstvy:

LLC (LogicalLinkControl) - zodpovedný za vytvorenie komunikačného kanála a za bezchybné odosielanie a prijímanie dátových správ;
MAC (MediaAccessControl) - zabezpečuje zdieľaný prístup sieťových adaptérov k fyzickej vrstve, určenie hraníc rámca, rozpoznávanie cieľových adries (napríklad prístup na spoločnú zbernicu).

Funkcie sieťovej vrstvy

Vykonáva funkcie:

určenie cesty prenosu dát;
určenie najkratšej trasy;
monitorovanie problémov a preťaženia v sieti.

Rieši úlohy:

prenos správ po linkách s neštandardnou štruktúrou;
harmonizácia rôznych technológií;
zjednodušenie adresovania vo veľkých sieťach;
vytváranie bariér pre nežiaducu prevádzku medzi sieťami.

Zariadenie pracujúce na sieťovej vrstve: router.
Typy protokolov sieťovej vrstvy:

sieťové protokoly (preposielanie paketov cez sieť: , ICMP);
smerovacie protokoly: RIP, OSPF;
protokoly na rozlíšenie adries (ARP).

Funkcie transportnej vrstvy modelu osi

zabezpečuje aplikáciám (resp. aplikačným a relačným vrstvám) prenos dát s požadovaným stupňom spoľahlivosti, kompenzuje nedostatky spoľahlivosti nižších úrovní;
multiplexovanie a demultiplexovanie t.j. zber a demontáž balíkov;
protokoly sú navrhnuté pre interakciu point-to-point;
od tejto úrovne sú protokoly implementované softvérom koncových uzlov siete - komponentmi ich sieťových operačných systémov;
príklady: protokoly TCP, UDP.

Funkcie vrstvy relácie

udržiavanie komunikačnej relácie, ktorá umožňuje aplikáciám vzájomnú interakciu po dlhú dobu;
vytvorenie/ukončenie relácie;
výmena informácií;
synchronizácia úloh;
určenie práva na prenos údajov;
udržiavanie relácie počas obdobia nečinnosti aplikácie.
synchronizácia prenosu je zabezpečená umiestnením kontrolných bodov do dátového toku, z ktorých sa proces v prípade porúch obnoví.

Funkcie prezentácie

zodpovedný za konverziu protokolu a kódovanie/dekódovanie údajov. Aplikačné požiadavky prijaté z aplikačnej vrstvy sú konvertované do formátu na prenos cez sieť a dáta prijaté zo siete sú konvertované do formátu zrozumiteľného pre aplikácie;
možná implementácia:
komprimovanie/dekomprimovanie alebo kódovanie/dekódovanie dát;
presmerovanie požiadaviek na iný sieťový zdroj, ak ich nemožno spracovať lokálne.
príklad: protokol SSL(poskytuje tajné zasielanie správ pre protokoly aplikačnej vrstvy TCP/IP).

Funkcie aplikačnej vrstvy modelu osi

je súbor rôznych protokolov, pomocou ktorých používatelia siete získavajú prístup k zdieľaným zdrojom, organizujú spoločnú prácu;
poskytuje interakciu medzi sieťou a používateľom;
umožňuje užívateľským aplikáciám prístup k sieťovým službám, ako je obsluha databázových dotazov, prístup k súborom, preposielanie e-mailov;
zodpovedný za prenos servisných informácií;
poskytuje aplikáciám informácie o chybách;
príklad: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

Sieťovo závislé a sieťovo nezávislé vrstvy sedemúrovňového osi modelu

Podľa ich funkčnosti možno sedem vrstiev modelu OSI klasifikovať do jednej z dvoch skupín:

skupina, v ktorej úrovne závisia od konkrétnej technickej realizácie počítačovej siete. Fyzické, spojové a sieťové vrstvy sú závislé od siete, inými slovami, tieto vrstvy sú neoddeliteľne spojené so špecifickým použitým sieťovým vybavením.
skupina, v ktorej sú úrovne zamerané najmä na prácu s aplikáciami. Relačné, prezentačné a aplikačné úrovne – sú zamerané na používané aplikácie a prakticky nezávisia od toho, aké sieťové vybavenie sa v počítačovej sieti používa, teda sieťovo nezávislé.