Модель OSI или модель взаимосвязи открытых систем — это концептуальная основа, используемая для описания функций компьютерной сети на семи различных уровнях. Разработанная Международной организацией по стандартизации (ISO) в конце 1970-х годов, модель OSI обеспечивает системный подход к пониманию того, как данные передаются и обрабатываются по сетям. В этой статье мы рассмотрим что такое модель OSI в компьютерной сети, ее назначение и значение ее семи уровней для обеспечения бесперебойной связи в компьютерных сетях.
Объяснена модель OSI в компьютерной сети
В эталонной модели OSI коммуникации между вычислительными системами разделены на семь различных уровней. И у каждого уровня есть свои специфические роли и обязанности, способствующие общей эффективности, надежности и безопасности передачи данных.
- Физический уровень: Обрабатывает фактическую передачу необработанных битов данных по физическим носителям и определяет электрические и механические аспекты сети.
- Канальный уровень передачи данных: Обеспечивает безошибочную передачу кадров данных между напрямую подключенными узлами, управляет управлением потоками и устанавливает надежные соединения.
- Сетевой уровень: Обрабатывает логическую адресацию, маршрутизацию и пересылку пакетов по нескольким сетям, чтобы гарантировать, что данные доходят до места назначения.
- Транспортный уровень: Устанавливает сквозную связь между хостами источника и назначения, обеспечивает надежную и эффективную передачу данных, а также обеспечивает восстановление после ошибок и управление потоком.
- Сеансовый уровень: Управляет установлением, обслуживанием и завершением сеанса между сетевыми приложениями, позволяя синхронизировать и восстанавливать процессы обмена данными.
- Уровень представления: Обрабатывает форматирование, шифрование и сжатие данных, обеспечивая совместимость между различными системами и облегчая правильную интерпретацию данных.
- Прикладной уровень: Предоставляет сетевые службы непосредственно пользовательским приложениям, позволяя выполнять такие функции, как передача файлов, электронная почта, просмотр веб-страниц и удаленный доступ.
Физический уровень
Физический уровень является самым низким уровнем модели OSI и имеет дело с фактической передачей необработанных битов данных по физическим носителям, таким как кабели, карты локальной сети или беспроводные соединения. Она определяет электрические, механические и функциональные аспекты сетевого интерфейса, включая спецификации кабелей, разъемов, скоростей передачи данных и методов модуляции сигнала.
Основная функциональность физического уровня заключается в передаче отдельных битов от одного узла к другому узлу.
На физическом уровне данные преобразуются в поток битов, который представляет собой строку из 1 и 0. И то, и другое физические данные.
Уровень канала передачи данных
Второй уровень в модели OSI — это уровень канала передачи данных или уровень протокола, который отвечает за доставку данных по физическому каналу связи в сети и из него. Канальный уровень обеспечивает безошибочную и надежную связь между напрямую подключенными узлами. Он обеспечивает целостность данных путем обнаружения и исправления ошибок, которые могут возникнуть во время передачи.
Основная функция канального уровня заключается в обеспечении того, чтобы передача данных выше физического уровня осуществлялась от одного узла к другому без ошибок.
Канальный уровень включает в себя два подуровня: управление доступом к среде (MAC) обеспечивает управление потоком и мультиплексирование для передач устройств по сети и управление логическим каналом (LLC), обеспечивает управление потоком и ошибками на физической среде, а также определяет линейные протоколы.
Сетевой уровень
Сетевой уровень обеспечивает сквозную пересылку пакетов и маршрутизацию в сети. Он имеет дело с логическими адресами, такими как IP (интернет-протокол), и определяет оптимальный путь, по которому пакеты данных достигают места назначения через разные сети. В модели OSI сетевой уровень инкапсулирует данные в пакеты, добавляет адреса источника и назначения и принимает решения о маршрутизации на основе сетевых условий и схем адресации.
Маршрутизаторы и шлюзы работают на сетевом уровне.
Транспортный уровень
Транспортный уровень устанавливает сквозную связь между хостами источника и назначения. Основная функция транспортного уровня заключается в обеспечении надежной и эффективной передачи данных путем обеспечения восстановления после ошибок, управления потоком и механизмов предотвращения перегрузки. Он получает данные с верхнего уровня и разбивает большие сегменты данных на более мелкие единицы, известные как сегменты, управляет их последовательностью и устанавливает соединения или сеансы между приложениями.
Транспортный уровень называется сердцем модели OSI.
Сессионный уровень
Сеансовый уровень управляет установлением, обслуживанием и завершением сеансов или соединений между сетевыми приложениями. Он обеспечивает синхронизацию, контрольные точки и восстановление процессов обмена данными. Этот уровень также обрабатывает аспекты безопасности и аутентификации при установлении сеанса, позволяя двум приложениям безопасно и эффективно взаимодействовать.
Сеансовый уровень в модели OSI определяет, как долго система будет ждать ответа другого приложения.
Уровень представления
Уровень представления, также называемый уровнем перевода, отвечает за форматирование и преобразование данных. Он гарантирует, что данные, отправляемые прикладным уровнем одной системы, могут быть прочитаны прикладным уровнем другой системы. Этот уровень выполняет такие задачи, как шифрование данных, сжатие и преобразование протоколов. Он позволяет приложениям правильно интерпретировать полученные данные, независимо от различий в их внутренних представлениях.
Уровень представления определяет, как два устройства должны кодировать, шифровать и сжимать данные, чтобы они были правильно получены на другом конце.
Прикладной уровень
Прикладной уровень, также называемый уровнем рабочего стола, напрямую взаимодействует с приложениями конечного пользователя. Он предоставляет сетевые услуги непосредственно пользовательским приложениям, таким как электронная почта, просмотр веб-страниц, передача файлов и удаленный доступ. Этот уровень взаимодействует с программными приложениями и облегчает их взаимодействие с базовыми сетевыми уровнями. Он определяет протоколы и стандарты для служб прикладного уровня и поддерживает взаимодействие пользователей с сетью.
В режиме OSI Прикладной уровень также действует как окно для прикладных служб для доступа к сети и отображения информации, полученной пользователем.
Модель OSI в сравнении с моделью TCP / IP
Модель OSI (соединение открытых систем) и модель TCP/IP (протокол управления передачей / Интернет-протокол) — это две концептуальные основы, используемые для понимания и описания протоколов компьютерной сети и связи. Обе модели служат схожим целям, но различаются по своему подходу и сфере применения.
Модель OSI состоит из семи уровней: физического, канала передачи данных, сети, транспорта, сеанса, представления и приложения. Но модель TCP / IP включает четыре уровня: сетевой интерфейс, Интернет, транспорт и приложение.
Модель OSI — это концептуальная основа, которая обеспечивает теоретическую основу для понимания и проектирования сетей. С другой стороны, модель TCP / IP более практична и основана на реальных протоколах, которые были разработаны и широко использовались на заре Интернета.
Модель TCP / IP тесно связана с конкретными протоколами, разработанными для Интернета, такими как TCP, IP, UDP и ICMP. Но модель OSI является более общей и не зависит от конкретных протоколов. Модель OSI в основном используется в образовательных и справочных целях, модель TCP / IP широко принята и используется в качестве стандарта де-факто для интернет-коммуникации.
Вопросы и ответы:
Что такое модель OSI в компьютерных сетях?
- Модель OSI — это структура, которая определяет, как различные компоненты компьютерной сети взаимодействуют друг с другом.
Каковы семь уровней модели OSI?
- Семь уровней модели OSI: физический, канал передачи данных, сеть, транспорт, сеанс, презентация и приложение
В чем преимущества модели OSI?
- Преимущества модели OSI включают стандартизацию, модульность, интероперабельность, четкую коммуникацию и масштабируемость.
Модель OSI все еще актуальна сегодня?
- Да, модель OSI по-прежнему актуальна, поскольку она обеспечивает концептуальную основу для понимания сетевого взаимодействия и применяется в различных сетевых технологиях и протоколах.
Почему модель OSI важна для работы в сети?
- Модель OSI важна для работы в сети, поскольку она обеспечивает общую основу для понимания и обсуждения сетевых протоколов, конфигураций и устранения неполадок.
Как модель OSI соотносится с моделью TCP /IP?
- Модель TCP / IP представляет собой практическую реализацию сетевых протоколов, используемых в Интернете, в то время как модель OSI представляет собой концептуальную основу.
