Добавил:

CanyonE СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Предмет:

Web технологии

Файл:

Что такое семиуровневая модель OSI

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.12.2020

Размер:

192.1 Кб

Скачать

☆

Что такое семиуровневая модель OSI – зачем нужна и как работает.

МодельвзаимодействияоткрытыхсистемOSI(англ.OpenSystemInterconnection)

– это набор стандартов взаимодействия сетевого оборудования между собой. Также ее называютстекомпротоколов.

Разработана для того, чтобы различные объекты сети вне зависимости от производителяитипа(компьютер,сервер,коммутатор,хабидажебраузер, отображающийhtmlстраницу)соблюдалиединыеправилаработысданнымиимогли успешно осуществлять информационный обмен.

Сетевыеустройствабываютразнымипофункциями«близости»кконечному потребителю – человеку или приложению. Поэтому модель OSI описывает 7 уровней взаимодействия,накаждомизкоторыхработаютсвоипротоколы,неделимыепорции данных,устройства.

РазберемпринципработысемиуровневоймоделиOSIспримерами.

СетевыеуровнимоделиOSI Физический

Отвечаетзафизическуюпередачуданныхмеждуустройстваминабольшиеине очень расстояния. Он описывает виды сигналов и способы их обработки для разных сред передачи:проводов(витойпарыикоаксиала),оптическоговолокна,радиолинии(wi-fiи bluetooth), инфракрасного канала. Единицы данных на этом уровне – биты, преобразованныевэлектрическиеимпульсы,свет,радиоволныит.д.Такжетут фиксируютсятипыразъемов,ихраспиновка.Устройства,работающиенафизическом

уровне модели ОСИ (OSI Model): повторители сигнала, концентраторы (хабы). Это наименее «интеллектуальные» устройства, задачей которых является усиление сигнала илиегоразветвлениебезкакого-либоанализаимодификации.

Канальный

Находясьнадфизическим,должен«опустить»правильнооформленныеданныев средупередачи,предварительнопринявихотверхнегоуровня.Наприемномконце протоколы канального уровня «поднимают» информацию из физики, проверяют полученноенаналичиеошибокипередаютвышепостекупротоколов.Для осуществления процедур проверки необходимо, во-первых, сегментировать данные для передачинапорции(кадры),во-вторых,дополнятьихслужебнойинформацией (заголовками).

Также тут впервые всплывает понятие адреса. Здесь – это MAC (англ. Media AccessControl)адрес–шестибайтовыйидентификаторсетевогоустройства, необходимый для указания в кадрах в качестве получателя и отправителя при передаче данныхврамкаходноголокальногосегмента.Устройства:сетевоймост(bridge), коммутатор. Их преимущественное отличие от «нижних» устройств – ведение таблиц MACадресовпосвоимпортамирассылка/фильтрациятрафикаужетолькопо необходимымнаправлениям.

Сетевой

Объединяет целые сети. Решает глобальные логистические задачи по передаче данныхмеждуразнымисегментамибольшихсетей:маршрутизацию,фильтрацию, оптимизацию и контроль качества. Единица передаваемой информации – пакеты. Адресацияузловисетейпроизводитсяприсвоениемим4-байтовыхномеров–IP(англ. InternetProtocol)адресов,иерархическиорганизованных,ипозволяющихгибко настраивать взаимную логическую видимость сегментов сетей. Также здесь появляются и привычныесимвольныеименаузлов,засоответствиекоторыхIPадресамотвечают протоколы сетевого уровня. Устройства, работающие на этом этаже модели OSI – маршрутизаторы(роутеры,шлюзы).Реализуявсебевсетрипервыхуровнястека протоколов, они объединяют собой разные сети, перенаправляют пакеты из одной в другую,выбираяпоопределеннымправиламихмаршрут,ведутстатистикупередачи, обеспечиваютбезопасностьзасчеттаблицфильтрации.

Транспортный

Транспортировка в этом случае подразумевается логическая (так как за физическуюотвечает1ступеньстека):установлениесоединенияспротивоположным узлом на соответствующем уровне, подтверждение доставки полученных данных, контрольихкачества.ТакработаетпротоколTCP(англ.TransmissionControlProtocol). Передаваемаяпорцияинформации–блокилисегмент.Дляпередачижепотоковых массивов (датаграмм) используется протокол UDP (англ. User Datagram Protocol). Адрес – десятичныйномервиртуальногопрограммногопортаконкретнойрабочейстанцииили сервера.

Сеансовый

Управляет процессом передачи в терминах пользовательского доступа. Ограничиваетвремясоединения(сессии)одногоузласдругим,контролируетправа доступа,синхронизируетначало,конецобмена.

Представительский

Полученныеснизу–изсессии–данныенеобходимоправильнопредставить конечному пользователю или приложению. Корректная декодировка, декомпрессия данных,еслибраузерэкономилваштрафик—этиоперациивыполняютсяна предпоследнемшаге.

Прикладной

Прикладнойилиуровеньприкладныхприложений.Серфингвбраузере,получение иотправкапочты,доступкдругимузламсетипосредствомудаленногодоступа– вершина сетевой модели OSI.

Примерработысетевоймодели

Рассмотрим на живом примере принцип работы стека протоколов. Пусть пользователь компьютера шлет в мессенджере фотографию другу с подписью. Спускаемсяпоуровняммодели:

На прикладном формируется сообщение: помимо фото и текста к посылке добавляетсяинформацияобадресесерверасообщений(символьноеимяwww.xxxxx.com припомощиспециальногопротоколапревратитсявдесятичныйIPадрес), идентификаторе получателя на этом сервере, возможно еще какая-нибудь служебная информация.

На представительском — фотография может быть сжата, если, ее размер велик с точкизрениямессенджераиегонастроек.

Сеансовыйотследитлогическуюподключенностьпользователяксерверу,его статус. Также им будет контролироваться процесс передачи данных после его начала, отслеживаниесессии.

На транспортном данные разбиваются на блоки. Добавляются служебные поля транспортногоуровнясконтрольнымисуммами,опциямиконтроляошибокит.д.Одна фотография может превратиться в несколько блоков.

Насетевом—блокиоборачиваютсяслужебнойинформацией,вкоторой содержатсявтомчислеадресузла-отправителяиадресIPсерверасообщений.Именно эта информация позволит IP пакетам дойти до сервера, возможно, через весь мир.

Наканальном,данныеIPпакетовупаковываютсявкадрысдобавлением служебных полей, в частности MAC адресов. Адрес собственной сетевой карты будет помещенвполеотправителя,авполеполучателябудетпомещенMACшлюзапо умолчаниюопятьжеизсобственныхсетевыхнастроек(врядликомпьютернаходитсяс сервером в одной сети, соответственно MAC его неизвестен, а шлюз по умолчанию, например,домашнегороутера–известен).

На физическом — биты из кадров будут транслированы в радиоволны, и дойдут посредствомwi-fiпротоколадодомашнегороутера.Таминформацияподниметсяпо стеку протоколов уже до 3 уровня стека роутера, далее будет произведено перенаправлениепакетовдомаршрутизаторовпровайдера.Итакдалее,поканасервере мессенджера,насамомверхнемуровнесообщениеифотографиявисходныхвидахне попадут на личное дисковое пространство отправителя, затем получателя. И затем начнетсяаналогичныйпутьинформацииужекадресатусообщения,когдатотвыйдетв онлайниустановитсессиюссервером.