Модель OSI (или Open System Interconnection) характеризует взаимодействие сетевого оборудования. Иными словами, посредством неё общаются такие устройства, как ПК с сетевыми картами, коммутаторы, роутеры. В статье подробно разберём по порядку все уровни OSI.
Всего в модели сетевого взаимодействия выделяют 7 уровней:
Физический (Physical)
На самой нижней ступени модели OSI находится физический уровень. Он занимается непосредственно передачей информации. Здесь сигналы (радиосигналы, электрические, оптические) уходят от отправителя к получателю. На текущем уровне речь идёт о кабелях, радиоэфире, кодировании нулей и единиц и др. Сигнал первого уровня – это группа напряжений различной амплитуды, волн либо радиочастот.
Один из основных стандартов среди технологий физического уровня – Ethernet.
Канальный уровень (Data Link)
После получения сигнала с предыдущего физического уровня, на следующем (канальном) уровне происходит проверка и исправление погрешностей передачи. Здесь появляются термины «фрейм» и «MAC-адрес». MAC адреса занимают 48 бит в шестнадцатиричном формате и могут записываться, например, таким образом: 00:26:57:00:1f:02.
Второй уровень более сложный, чем предыдущий, физический. В нём условно выделяют следующие подуровни управления:
- LLC (логическим каналом)
- MAC (доступом к среде)
Устройствами второго, канального, уровня считаются мосты и коммутаторы.
Сетевой уровень (Network)
Над канальным уровнем находится следующий – сетевой. На этой ступени вводятся понятия «маршрутизация» и «IP-адрес». Для трансформации MAC-адресов в IP применяется протокол ARP.
Здесь осуществляется маршрутизация трафика. Когда пользователь, к примеру, желает перейти на сайт и вводит его адрес, отправляется DNS-запрос. Ответом на него будет IP-адрес, который подставляется в пакет. Пакет данных – это новый термин, который появляется на 3-м сетевом уровне.
Устройствами здесь являются роутер или маршрутизатор.
Транспортный уровень (Transport)
Здесь происходит доставка информации по каналам внешней сети. Блоки данных в данном случае делятся на отдельные фрагменты, размеры которых будут зависеть от используемого протокола. Для транспортного уровня это TCP и UDP. Какой из них лучше использовать, зависит от типа передаваемых данных.
TCP (Transmission Control Protocol) – протокол, хорошо подходящий для передачи трафика, для которого любые потери пакетов чувствительны. Процесс передачи контролируется, благодаря чему потерянные пакеты будут обнаружены и запрошены повторно. UDP (User Datagram Protocol) применяется, когда потеря нескольких пакетов не принципиальна. Например, при передаче видео, изображений.
Сеансовый уровень (Session)
Сеансовый уровень в ответе за организацию сеансов связи между приложениями на компьютерах. Он отвечает за создание и окончание сеанса, обмен данными, за синхронизацию и другие процессы.
К протоколам сеансового уровня, например, относятся X.225, ISO 8327, SMPP (через него отправляются СМС сообщения), PAP.
Уровень представления (Presentation)
На шестой ступени осуществляется преобразование форматов данных, например, сжатие и кодирование.
Уровень приложений (Application)
Верхний уровень модели, где располагаются сетевые службы, с которыми напрямую взаимодействуют пользователи. Данный уровень описывает взаимосвязь приложений на ПК и внешней сети. Сюда относятся протоколы для просмотра страниц в интернете (HTTPS, HTTP), для работы с почтовыми службами (SMTP, POP3), для передачи файлов (FTP, TFTP) и другие.
Когда осуществляется передача с верхнего на нижний, это именуется инкапсуляцией данных, а в обратном порядке – декапсуляцией.
