Сетевая модель OSI. Разбираем все 7 уровней
Для обеспечения единого представления данных в сетях, в которых используются различные устройства и программы, была разработана базовая эталонная сетевая модель – OSI. Она является своеобразным сводом правил и процедур передачи данных в самых разных сетевых средах.
Содержание:
- Уровни
- Заключение
Модель OSI насчитывает 7 уровней, каждый из которых не зависит от функционирования других. Каждый уровень несет определенное количество данных. Часть информации – это служебные данные. Вторая часть – это полезная нагрузка, носящая название PDU (Protocol Data Unit).
Вертикальная модель OSI состоит из следующих уровней: физического, канального, сетевого, транспортного, сеансового, представительского и прикладного. Каждому уровню модели OSI соответствует определенный операнд. Так, на физическом уровне используются биты, на канальном – кадры, на сетевом – пакеты, на транспортном – сегменты. На сеансовом, представительском и прикладном уровне в качестве операндов используются сообщения.
Физический уровень
Первый уровень модели OSI – физический. В нем содержатся только лишь единицы и нули. Других систем измерения он не знает. На физическом уровне выполняется исключительно передача информации. На данном уровне используются сетевые адаптеры и концентраторы.
Канальный уровень
Этот уровень модели OSI отвечает за адресацию. Его главная задача – доставка кадров адресату в целости и сохранности. К задачам data link можно отнести обнаружение и коррекцию ошибок при отправке данных. Этот уровень также отвечает за обеспечение согласованного доступа к разделяемой среде.
На канальном уровне обычно функционирует протокол ARP. Стоит добавить, что адресация канального уровня работает исключительно в пределах одного сегмента сети.
Сетевой уровень
Сетевой уровень модели OSI необходим для определения пути передачи информации. Он отвечает за определение подходящих маршрутов, выявление неполадок в работе сети, маршрутизацию, коммутацию, а также за преобразование логических сетевых адресов в соответствующие им физические.
Транспортный уровень
На данном уровне осуществляется управление передачей данных по сети. Транспортный уровень также отвечает за обеспечения подтверждения передачи. На этом уровне появляются протоколы TCP и UDP, отвечающие за надежность доставки данных. Так, протокол TCP может запрашивать повторную передачу информации в том случае, если важные данные не были корректно приняты. У TCP также есть возможность изменения скорости передачи информации. Такая возможность актуальна в том случае, если адресат не успевает принять все данные.
Сеансовый уровень
Сеансовый уровень модели OSI обеспечивает поддержку взаимодействия между удаленными процессами. Именно он предназначен для обеспечения взаимодействия различных сетевых программ на протяжении длительного времени. В перечень задач этого уровня также входит создание и завершение сеанса, определение права на передачу, поддержка сеанса в случае неактивности сетевых программ и т.д.
Представительский уровень
Уровень представления модели OSI преобразовывает данные в общий формат, в котором они будут передаваться по сети. Presentation layer – это промежуточный протокол, предназначенный для преобразования данных из соседних сетевых программ. С его помощью между собой обмениваются сетевые программы, которые функционируют в разнородных компьютерных системах. Этот уровень форматирует и преобразовывает код для обеспечения гарантии поступления данных, понятных приложению.
Прикладной уровень
Данный уровень модели OSI считается наиболее многочисленным и разнообразным. Именно здесь выполняются все высокоуровневые протоколы – HTTP, RDP, POP и т.д. Прикладной уровень обеспечивает взаимодействие таких сетевых приложений, как Скайп, эмейл, веб и т.д. Простыми словами, на этом уровне обеспечивается доступ ко всем необходимым сетевым службам.
Содержание:
Заключение
Используя сетевую модель OSI можно достаточно быстро найти, проанализировать и устранить любые проблемы в работе сети. Эта модель позволяет абстрагироваться от других уровней и найти ошибку в работе именно проблемной части.
Физический уровень модели OSI
Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или радио-канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие.
На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.
Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. Сетевой адаптер работает на физическом и канальном уровнях. К физическому уровню относится та часть функций сетевого адаптера, которая связана с приемом и передачей сигналов по линии связи, а получение доступа к разделяемой среде передачи, распознавание МАС-адреса компьютера — это уже функция канального уровня.
Осуществляют передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов.
На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры.
физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.
Протоколы физического уровня: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSM Um radio interface, ITU и ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960, модификации стандарта Ethernet: 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-T (включает 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX), 1000BASE-T, 1000BASE-TX, 1000BASE-SX
Для построения простейшей односегментной сети достаточно иметь сетевые адаптеры и кабель подходящего типа. Но даже в этом простом случае часто используются дополнительные устройства — повторители сигналов, позволяющие преодолеть ограничения на максимальную длину кабельного сегмента.
При организации сети по каналу 100 Мбит/сек используются 2 пары витой пары и используются жилы 1, 2 , 3 и 6. При организации гигабитной сети используются 4 пары, т.е. все 8 жил витой пары.
Для прокладки новых сетей лучше всего использовать кабель CAT 5e. И хотя CAT 5 и CAT 5e оба пропускают частоту 100 МГц, кабель CAT5e производится с учетом дополнительных параметров, важных для лучшей передачи высокочастотных сигналов.
Гигабитный Ethernet может работать на существующей кабельной структуре 5 категории. Согласитесь, подобная возможность очень удобна. Как правило, все современные сети используют кабель пятой категории, если только ваша сеть не была установлена в 1996 году или раньше (стандарт был утвержден в 1995 году). Однако здесь существует несколько подводных камней:
- Требуется четыре пары
1000BaseT использует все четыре пары кабеля категории 5.
Поскольку 10/100BaseT использует только две пары CAT 5 из четырех, некоторые люди не подключали лишние пары при прокладке своих сетей. Пары использовались, к примеру, для телефона или для питания по Ethernet (POE). К счастью гигабитные сетевые карты и коммутаторы обладают достаточным интеллектом, чтобы откатиться на стандарт 100BaseT если все четыре пары будут недоступны. Поэтому ваша сеть в любом случае будет работать с гигабитными коммутаторами и сетевыми картами, но высокой скорости за уплаченные деньги вы не получите. - Не используйте дешевые разъемы
Еще одна проблема самодеятельных сетевиков — плохая обжимка и дешевые настенные розетки. Они приводят к несоответствиям импеданса, в результате чего возникают обратные потери, а вследствие них и уменьшение пропускной способности. Конечно, вы можете попробовать поискать причину «в лоб», но все же вам лучше обзавестись сетевым тестером, который сможет обнаружить обратные потери и перекрестные помехи. Или просто смириться с низкой скоростью. - Ограничения по длине и топологии
1000BaseT ограничен той же максимальной длиной сегмента, что и 10/100BaseT. Таким образом, максимальный диаметр сети составляет 100 метров (от одного компьютера до другого через один коммутатор). Что касается топологии 1000BaseT, то здесь работают те же правила, что и для 100BaseT, за исключением допустимости лишь одного повторителя на сегмент сети (или, если быть более точным, на один «полудуплексный домен коллизий»). Но поскольку гигабитный Ethernet не поддерживает полудуплексную передачу, вы можете забыть о последнем требовании. В общем если ваша сеть прекрасно себя чувствовала под 100BaseT, у вас не должно возникнуть проблем при переходе к гигабиту.
В сети Ethernet существует два типа разводки кабелей. Первый тип используется для прямых соединений (коммутатор-коммутатор, компьютер-коммутатор) и кроссовер, который используется в локальных компьютерных сетях для прямого соединения двух компьютеров.
Распиновка кабеля в RJ-45:
Прямое соединение 10/100/1000| С одной стороны | С другой стороны |
| 1: Бело-оранжевый | 1: Бело-оранжевый |
| 2: Оранжевый | 2: Оранжевый |
| 3: Бело-зелёный | 3: Бело-зелёный |
| 4: Синий | 4: Синий |
| 5: Бело-синий | 5: Бело-синий |
| 6: Зелёный | 6: Зелёный |
| 7: Бело-коричневый | 7: Бело-коричневый |
| 8: Коричневый | 8: Коричневый |
Кросовер 10/100
| С одной стороны | С другой стороны |
| 1: Бело-оранжевый | 1: Бело-зеленый |
| 2: Оранжевый | 2: Зеленый |
| 3: Бело-зелёный | 3: Бело-оранжевый |
| 4: Синий | 4: Синий |
| 5: Бело-синий | 5: Бело-синий |
| 6: Зелёный | |
| 7: Бело-коричневый | 7: Бело-коричневый |
| 8: Коричневый | 8: Коричневый |
Кросовер 1000BASE-SX
| С одной стороны | С другой стороны |
| 1: Бело-оранжевый | 1: Бело-зелёный |
| 2: Оранжевый | 2: Зелёный |
| 3: Бело-зелёный | 3: Бело-оранжевый |
| 4: Синий | 4: Бело-коричневый |
| 5: Бело-синий | 5: Коричневый |
| 6: Зелёный | 6: Оранжевый |
| 7: Бело-коричневый | 7: Синий |
| 8: Коричневый | 8: Бело-синий |
Основная функция повторителя (repeater), как это следует из его названия — повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (Ethernet). Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети станциями.
Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, ретранслируя входящий сигнал с одного из портов в сигнал на все остальные (подключённые) порты, реализуя, таким образом, свойственную Ethernet топологию общая шина, c разделением пропускной способности сети между всеми устройствами и работой в режиме полудуплекса. Коллизии (то есть попытка двух и более устройств начать передачу одновременно) обрабатываются аналогично сети Ethernet на других носителях — устройства самостоятельно прекращают передачу и возобновляют попытку через случайный промежуток времени, говоря современным языком, концентратор объединяет устройства в одном домене коллизий.
Концентраторы образуют из отдельных физических отрезков кабеля общую среду передачи данных — логический сегмент. Логический сегмент также называют доменом коллизий, поскольку при попытке одновременной передачи данных любых двух компьютеров этого сегмента, хотя бы и принадлежащих разным физическим сегментам, возникает блокировка передающей среды. Следует особо подчеркнуть, что какую бы сложную структуру не образовывали концентраторы, например, путем иерархического соединения, все компьютеры, подключенные к ним, образуют единый логический сегмент, в котором любая пара взаимодействующих компьютеров полностью блокирует возможность обмена данными для других компьютеров.
Основными характеристиками сетевых концентраторов являются:
- Количество портов — разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются концентраторы с 4, 5, 6, 8, 12, 16, 24 и 48 портами.
- Скорость передачи данных — измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10, 100 и/или 1000 Мбит/c. Скорость может переключаться как автоматически (на наименьшую из используемых), так и с помощью перемычек или переключателей.
- Наличие портов для подключения кабелей Ethernet других типов — коаксиальных или оптических.
Оборудования физического уровня модели OSI достаточно для построения простейшей локальной сети.
Основные протоколы интернет — тест 1
Главная / Интернет-технологии / Основные протоколы интернет / Тест 1 Упражнение 1:Номер 1
Какая сетевая модель предложена ISO для организации взаимодействия протоколов открытых систем?
Ответ:
 (1) CCITT 
 (2) OSI  
 (3) ISO 
 (4) ANSI  
Номер 2
Какие из нижеперечисленных уровней модели OSI обеспечивают взаимодействие программных систем обмена данными?
Ответ:
 (1) сеансовый (уровень 5) 
 (2) представительный (уровень 6) 
 (3) прикладной (уровень7) 
 (4) все перечисленные выше 
Номер 3
Какому уровню модели OSI принадлежит "передача битов через физическую среду" ?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 4
Какой уровень модели OSI обеспечивает контроль ошибок кадров ?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 5
Какой уровень модели OSI обеспечивает адресацию точки сервиса (процесс- процесс)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какому уровню модели OSI принадлежит "повторная сборка пакетов данных"?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 7
Какой уровень модели OSI обеспечивает сжатие информации?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 8
На каком уровне используется технология PDH (Плезиохронная цифровая иерарахия)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется технология PDH (Плезиохронная цифровая иерарахия)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется протокол SMTP (простой почтовый протокол)?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 11
Из скольки бит в настоящее время состоит IP v.4- адрес?
Ответ:
 (1) 32 
 (2) 64 
 (3) 128 
 (4) 256 
Номер 12
Как преобразуются заголовки если пакет данных перемещается от нижних к верхним уровням?
Ответ:
 (1) добавляются 
 (2) вычитаются 
 (3) переделываются  
 (4) обновляются  
Упражнение 2:
Номер 1
Что такое в стандартах ISO открытая система?
Ответ:
 (1) оборудование с внешним доступом 
 (2) система с заданными входами и выходами 
 (3) набор протоколов и спецификаций  
 (4) документы опубликованные ISO 
Номер 2
Какова главная функция физического уровня?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) доставка сообщения от одного процесса другому 
 (3) синхронизация 
 (4) побитную транспортировку по физической среде 
Номер 3
Какому уровню модели OSI принадлежит " электрический и функциональный интерфейс" ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 4
Какому уровню модели OSI принадлежит "определение кадра" ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 5
Какой уровень модели OSI обеспечивает сегментацию и повторную сборку?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какова главная функция уровня сеанса?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) доставка пакетов по сети от одного процесса другому 
 (3) синхронизация 
 (4) организация диалога между сторонами 
Номер 7
Какому уровню модели OSI принадлежит "замена кода ASC II двоично-десятичным кодом" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной  
 (4) транспортный  
Номер 8
На каком уровне используется технология SDH (Синхронная цифровая иерархия)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол ICMP (протокол управляющих сообщений)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется протокол FTP (протокол передачи файлов)?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 11
Какой адрес использует хост на сети A , когда передает сообщение от одной процесса (функционирующей программы ) к заданному процессу хоста B?
Ответ:
 (1) адрес порта (адрес сервисной точки) 
 (2) IP-адрес 
 (3) физический адрес 
 (4) ни один из выше упомянутых 
Номер 12
Какое назначение контрольных точек (точки синхронизации) при синхронизации сеансового уровня?
Ответ:
 (1) позволяют снова послать только части файла 
 (2) ищут и исправляют ошибки 
 (3) управляют дополнительными заголовками 
 (4) включаются в управление диалогом 
Упражнение 3:
Номер 1
Из скольких уровней состоит модель OSI?
Ответ:
 (1) трех 
 (2) пяти 
 (3) семи 
 (4) восьми 
Номер 2
Какой уровень модели OSI обеспечивает физические характеристики интерфейсов и сред передачи ?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 3
Какой уровень модели OSI обеспечивает режим передачи (симплексный, дуплексный, полудуплексный, многоточечное соединение)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 4
Какой уровень модели OSI обеспечивает управление доступом к линии связи?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 5
Какой уровень модели OSI обеспечивает управление подключением (установлением соединения или дейтограммный режим)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какой уровень модели OSI обеспечивает управление диалог между двумя системами?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 7
Какова главная функция прикладного уровня?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) обеспечить интерфейсы и услуги пользователя  
 (3) синхронизация 
 (4) организация диалога между сторонами 
Номер 8
На каком уровне используется технология ATM (Режим ассинхронной передачи)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол ICMP (протокол управляющих сообщений)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется протокол DNS (служба доменных имен)?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный 
Номер 11
Какие из нижеперечисленных свойств являются преимуществами IPv.6 перед IPv.4
Ответ:
 (1) большое адресное пространство 
 (2) лучший формат заголовка 
 (3) новые опции  
 (4) все вышеперечисленное 
Номер 12
Функции какого уровня служат связью между уровнями поддержки пользователя и уровнями поддержки сети
Ответ:
 (1) сетевого 
 (2) физического 
 (3) транспортного  
 (4) сеансового 
Упражнение 4:
Номер 1
Как происходит обмен между уровнями модель OSI?
Ответ:
 (1) каждый с каждым 
 (2) через центральный модуль 
 (3) сверху вниз и обратно на основе интерфейса  
 (4) порядок обмена случайный 
Номер 2
Какой уровень модели OSI обеспечивает физические представление бит и тип двоичного кодирования?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 3
Какова главная функция канального уровня?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) доставка сообщения от одного процесса другому 
 (3) доставка информации между двумя точками, обнаружение и коррекция ошибок 
 (4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации 
Номер 4
Какова главная функция сетевого уровня?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) доставка сообщения от одного процесса другому 
 (3) образование сквозной транспортной системы по сети 
 (4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации 
Номер 5
Какой уровень модели OSI обеспечивает управление потоком "из конца в конец"?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какой уровень модели OSI обеспечивает сихронизацию передачи файлов?
Ответ:
 (1) сеанса 
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 7
Какой уровень модели OSI обеспечивает услуги электронной почты?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) прикладной 
Номер 8
На каком уровне используется технология Token Ring (маркерное кольцо)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол IGMP (протокол управления группами)?
Ответ:
 (1) физический  
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется протокол HTTP (протокол передачи гипертекста)
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 11
Какой протокол версии IPv4 удален при использовании версии IPv.6?
Ответ:
 (1) IGMP 
 (2) ARP 
 (3) RARP  
Номер 12
Какой адрес рассматривает маршрутизатор, когда хост на сети A передает сообщение хосту на сети B?
Ответ:
 (1) адрес порта 
 (2) IP-адрес 
 (3) физический 
 (4) ни один из вышеупомянутых  
Упражнение 5:
Номер 1
Что определяет интерфейс между уровнями модели OSI?
Ответ:
 (1) формат данных 
 (2) электрические свойства сигналов 
 (3) порядок поступления сигналов между модулями  
 (4) все перечисленное выше 
Номер 2
Какой уровень модели OSI определяет скорость побитовой передачи?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 3
Какова главная функция канального уровня?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) доставка сообщения от одного процесса другому 
 (3) доставка информации между двумя точками, обнаружение и коррекция ошибок 
 (4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации 
Номер 4
Какой уровень модели OSI обеспечивает логическую адресацию ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 5
Какому уровню модели OSI принадлежит "обеспечение доступа к сети конечного пользователя" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какому уровню модели OSI принадлежит "услуги преобразования кодов"?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 7
Какому уровню модели OSI принадлежит "управление связи с внешним миром"?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 8
На каком уровне используется технология л PPP ("точка-точка")?Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол RIP (протокол обмена маршрутной информацией)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется протокол HTML (язык разметки гипертекста)?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 11
Сколько бит в адресах IP v.6?
Ответ:
 (1) 32 
 (2) 64 
 (3) 128 
 (4) 256 
Номер 12
Из скольки бит в настоящее время состоит IP v.4-адрес?
Ответ:
 (1) 32 
 (2) 64 
 (3) 128 
 (4) 256 
Упражнение 6:
Номер 1
Что что описывают протоколы модели OSI?
Ответ:
 (1) логические процедуры обработки сообщения 
 (2) инструкции работы с сообщениями каждого уровня 
 (3) содержания форматов сообщений 
 (4) области применения интерфейсов 
Номер 2
Какой уровень модели OSI обеспечивает синхронизацию битов?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 3
Какой уровень модели OSI обеспечивает синхронизацию кадров ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 4
Какой уровень модели OSI обеспечивает маршрутизацию ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 5
Какому уровню модели OSI принадлежит "пакетная коммутация" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какому уровню модели OSI принадлежит "управление и завершение сеанса"?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 7
Какому уровню модели OSI принадлежит "посылка сообщения по электронной почте" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 8
На каком уровне используется протокол PPP ("точка-точка")?Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол OSPF (протокол "открыть кратчайший путь первым")?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется протокол WWW (мировая паутина)
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 11
Для передачи каких единиц информации по физической среде предназначен физический уровень?
Ответ:
 (1) сегментов 
 (2) пакета 
 (3) сигнальных единиц 
 (4) битов 
Номер 12
Какой адрес использует хост на сети A , когда передает сообщение от одной процесса (функционирующей программы ) к заданному процессу хоста B?
Ответ:
 (1) адрес порта (адрес сервисной точки) 
 (2) IP-адрес 
 (3) физический адрес 
 (4) ни один из выше упомянутых 
Упражнение 7:
Номер 1
Как изменяется информация при передаче сообщений между уровнями модели OSI?
Ответ:
 (1) информация разбивается на байты 
 (2) добавляются заголовки и вставляется сообщение 
 (3) информация разбивается на сегменты 
 (4) происходит перекодирование сообщений 
Номер 2
Какой уровень модели OSI обеспечивает конфигурацию линий (точка-точка, многоточечное соединение)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 3
Какой уровень модели OSI обеспечивает физическую адресацию кадров ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 4
Какому уровню модели OSI принадлежит "выбор другой сети" ?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 5
Какому уровню модели OSI принадлежит "достоверная доставка сообщения "процесс - процесс"" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какова главная функция уровня представления?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети  
 (2) согласование формы представления информации 
 (3) синхронизация 
 (4) организация диалога между сторонами 
Номер 7
Какому уровню модели OSI принадлежит "передача файлов" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 8
На каком уровне используется протокол UDP (дейтаграммный протокол пользователя)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол BPG (протокол пограничной маршрутизации)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
Какому уровню модели OSI принадлежит "обмен сообщениями с прикладной программой" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 11
Почему была разработана модель OSI?
Ответ:
 (1) Чтобы увеличить скорость передачи по каналам связи 
 (2) Ввести стандартный набор протоколов для взаимодействия при передачи сообщений  
 (3) Облегчить поиск ошибок при обмене информацией 
 (4) Ни одно из выше упомянутых 
Номер 12
Какие из нижеперечисленных свойств являются преимуществами IPv.6 перед IPv.4
Ответ:
 (1) большое адресное пространство 
 (2) лучший формат заголовка 
 (3) новые опции  
 (4) все вышеперечисленное 
Упражнение 8:
Номер 1
Какие из нижеперечисленных уровней модели OSI имеют дело с физическими аспектами обмена данными?
Ответ:
 (1) физический (уровень 1) 
 (2) звена данных (уровень 2) 
 (3) сетевой (уровень3) 
 (4) все перечисленные выше 
Номер 2
Какой уровень модели OSI обеспечивает конфигурацию линий (точка-точка, многоточечное соединение)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 3
Какой уровень модели OSI обеспечивает управление потоком кадров?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 4
Какова главная функция транспортного уровня?
Ответ:
 (1) доставка пакетов по сети 
 (2) доставка пакетов по сети от одного процесса другому  
 (3) синхронизация 
 (4) обновление и обслуживание таблиц маршрутизации 
Номер 5
Какому уровню модели OSI принадлежит "исправление ошибок и повторная передача" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 6
Какой уровень модели OSI обеспечивает шифрование информации и дешифрование?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 7
Какому уровню модели OSI принадлежит "обмен сообщениями с прикладной программой" ?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 8
На каком уровне используется протокол TCP/IP (протокол управления передачей)?
Ответ:
 (1) сеанса  
 (2) представления 
 (3) прикладной 
 (4) транспортный  
Номер 9
На каком уровне используется протокол BPG (протокол пограничной маршрутизации)?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 10
На каком уровне используется физический адрес?
Ответ:
 (1) физический 
 (2) канальный 
 (3) сетевой 
 (4) транспортный  
Номер 11
Какой протокол версии IPv4 удален при использовании версии IPv.6?
Ответ:
 (1) IGMP 
 (2) ARP 
 (3) RARP 
Для передачи пакетов данных по сети от отправителя получателю каждый уровень модели OSI должен выполнить свой набор функций. В следующих разделах кратко описаны все уровни эталонной модели OSI. Уровни эталонной модели OSI и их функции
Уровень приложений (application layer) является ближайшим к пользователю и предоставляет службы его приложениям. От других уровней он отличается тем, что не
Задача уровня представления данных (presentation layer) состоит в том, чтобы информация уровня приложений, которую посылает одна система (отправитель), могла
Как показывает само название этого уровня, сеансовый уровень (session layer) устанавливает сеанс связи между двумя рабочими станциями, управляет им и разрывает
Транспортный уровень (transport layer) сегментирует данные передающей станции
Сетевой уровень (network layer) является комплексным уровнем, обеспечивающим
Канальный уровень (data link layer) обеспечивает надежную передачу данных по
Физический уровень (physical layer) определяет электрические, процедурные и | 5 английских букв: |
Физический уровень модели ISO/OSI. Кодирование сигнала, среда передачи, кабельная система, стандарты кабельной системы.
Кабельные каналы для целей телекоммуникаций исторически использовались первыми. Да и сегодня по суммарной длине они превосходят даже спутниковые каналы. Основную долю этих каналов, насчитывающих многие сотни тысяч километров, составляют телефонные медные кабели. Эти кабели содержат десятки или даже сотни скрученных пар проводов. Полоса пропускания таких кабелей обычно составляет 3-3,5 кГц при длине 2-10 км. Эта полоса диктовалась ранее нуждами аналогового голосового обмена в рамках коммутируемой телефонной сети. C учетом возрастающих требованиям к широкополосности каналов витые пары проводов пытались заменить коаксиальными кабелями, которые имеют полосу от 100 до 500 МГц (до 1 Гбит/с), и даже полыми волноводами. Именно коаксиальные кабели стали в начале транспортной средой локальных сетей ЭВМ (10base-5 и 10base-2)
Рис. 1: Схематичное изображение коаксиального кабеля: 1 — центральный проводник; 2 — изолятор; 3 - проводник-экран; внешний изолятор
Коаксиальная система проводников из-за своей симметричности вызывает минимальное внешнее электромагнитное излучение. Сигнал распространяется по центральной медной жиле, контур тока замыкается через внешний экранный провод. При заземлении экрана в нескольких точках по нему начинают протекать выравнивающие токи (ведь разные “земли” обычно имеют неравные потенциалы). На рис.2 проиллюстрирована схема наводок по экрану коаксиального кабеля. Входной сигнал Авх подается через центральную жилу с одно стороны кабеля. На противоположной стороне кабель нагружен на сопротивление R, равное волновому импедансу кабеля. Если экран кабеля соединен с землей на обоих концах, то при наличии источника наводок по экрану будет протекать переменный ток наводки.
Рис.2. Схема наводок по экрану коаксиального кабеля
Импульсное значение наводки UН будет пропорционально L(dIH/dt), где L — индуктивность оплетки кабеля, а IH — ток наводки. В результате наводка сложится с входным сигналом. При определенных обстоятельствах это может даже привести к выходу из строя сетевого оборудования. Именно это является причиной требования заземления кабеля локальной сети только в одной точке. Наибольшее распространение получили кабели с волновым сопротивлением 50 ом. Это связано с тем, что эти кабели из-за относительно толстой центральной жилы характеризуются минимальным ослаблением сигнала (волновое сопротивление пропорционально логарифму отношения диаметров внешнего и внутреннего проводников).
Коаксиальный кабель с полосой пропускания 500 МГц при ограниченной длине может обеспечить скорость передачи несколько Гбит/сек. Предельные расстояния, для которых может быть применен коаксиальный кабель составляет 10-15 км.
Но по мере развития технологии скрученные пары смогли вытеснить из этой области коаксиальные кабели. Это произошло, когда полоса пропускания скрученных пар достигла 200-350 МГц при длине 100м (неэкранированные и экранированные скрученные пары категории 5 и 6), а цены на единицу длины сравнялись. Витые пары проводников позволяют использовать биполярные приемники, что делает систему менее уязвимой (по сравнению с коаксиальными кабелями) к внешним наводкам. Но основополагающей причиной вытеснения коаксиальных кабелей явилась относительная дешевизна скрученных пар. Скрученные пары бывают одинарными, объединенными в многопарный кабель или оформленными в виде плоского ленточного кабеля. Применение проводов сети переменного тока для локальных сетей и передачи данных допустимо для весьма ограниченных расстояний. В таблице, представленной ниже приведены характеристики каналов, базирующихся на обычном и широкополосном коаксиальном кабелях.
| Стандартный кабель | Широкополосный | |
| Максимальная длина канала | 2 км | 10 — 15 км |
| Скорость передачи данных | 1 — 50 Мбит/с | 100 — 140 Мбит/с |
| Режим передачи | полудуплекс | дуплекс |
| Ослабление влияния электромагнитных и радиочастотных наводок | 50 дБ | 85 дБ |
| Число подключений | 1500 каналов с одним или более устройств на канал | |
| Доступ к каналу | CSMA/CD | FDM/FSK |
Оптоволоконное соединение гарантирует минимум шумов и высокую безопасность (практически почти невозможно сделать отвод). Пластиковые волокна применимы при длинах соединений не более 100 метров и при ограниченном быстродействии (
Рис.3. Сечение оптоволоконного кабеля
Существует несколько типов оптических волокон, обладающих различными свойствами. Они отличаются друг от друга зависимостью коэффициента преломления от радиуса центрального волокна. На рис.4 показаны три разновидности волокна (А, Б и В). Буквами А и Б помечен мультимодовый вид волокон. Тип Б имеет меньшую дисперсию времени распространения и по этой причине вносит меньшие искажения формы сигнала. Установлено, что, придавая световым импульсам определенную форму (обратный гиперболический косинус), дисперсионные эффекты можно полностью исключить. При этом появляется возможность передавать импульсы на расстояние в тысячи километров без искажения их формы. Такие импульсы называются солитонами. При современных же технологиях необходимо использовать повторители через каждые 30 км (против 5 км для медных проводов). По сравнению с медными проводами оптоволоконные кабели несравненно легче. Так одна тысяча скрученных пар при длине 1 км весит 8 тонн, а два волокна той же длины, обладающие большей пропускной способностью, имеют вес 100кг. Это обстоятельство открывает возможность укладки оптических кабелей вдоль высоковольтных линий связи, подвешивая или обвивая их вокруг проводников.
Рис.4. Разновидности оптических волокон, отличающиеся зависимостью коэффициента преломления от радиуса
Буквой В помечен одномодовый вид волокна (понятие мода связано с характером распространения электромагнитных волн). Мода представляет собой одно из возможных решений уравнения Максвелла. В упрощенном виде можно считать, что мода – это одна из возможных траекторий, по которой может распространяться свет в волокне. Чем больше мод, тем больше дисперсионное искажение сформы сигнала. Одномодовое волокно позволяет получить полосу пропускания в диапазоне 50-100 ГГц-км. Типовое значение модовой дисперсии лежит в пределах от 15 до 30 нсек/км. Эта разновидность волокна воспринимает меньшую долю света на входе, зато обеспечивает минимальное искажение сигнала и минимальные потери амплитуды. Следует также иметь в виду, что оборудование для работы с одномодовым волокном значительно дороже.
чем больше длина волны, тем меньше число мод и меньше искажения сигнала. Это, в частности, является причиной работы в длинноволновом инфракрасном диапазоне. Но даже для одной и той же моды различные длины волн распространяются по волокну с разной скоростью. Волокно со сглаженным профилем показателя преломления имеет дисперсию 1 нсек/км и меньше. Это, в частности, связано с тем, что свет в перефирийных областях волокна с большей длиной траектории движется быстрее (там ведь меньше коэффициент преломления). Одномодовый режим реализуется тогда, когда длина волны вета становится сравнимой с диаметром ядра волокна. Длина волны, при которой волокно становится одномодовым, называется пороговой. Волокно с диаметром 50 микрон может поддерживать до 1000 мод. В отличие от многомодового волокна, в одномодовом — излучение присутствует не только внутри ядра. По этой причине повышаются требования к оптическим свойствам клэдинга.14
Далее следуют диапазоны видимого света, ультрафиолета, рентгеновских и гамма-лучей. Диапазоны частот, используемые различными каналами связи показаны на следующем рисунке:
Если не используется направленная антенна и на пути нет препятствий, радиоволны распространяются по всем направлениям равномерно и сигнал падает пропорционально квадрату расстояния между передатчиком и приемником (удвоение расстояния приводит к потерям 6дБ). Радио каналы для целей передачи информации используют частотные диапазоны 902-928 МГц (расстояния до 10 км, пропускная способность до 64кбит/с), 2,4 ГГц и 12 ГГц (до 50 км, до 8 Мбит/с). Они используются там, где не существует кабельных или оптоволоконных каналов или их создание по каким-то причинам невозможно или слишком дорого. Более низкие частоты (например, 300 МГц) мало привлекательны из-за ограничений пропускной способности, а большие частоты (>30 ГГц) работоспособны для расстояний не более или порядка 5км из-за поглощения радиоволн в атмосфере. При использовании диапазонов 4, 5 и 6 следует иметь в виду, что любые препятствия на пути волн приведут к их практически полному поглощению. Для этих диапазонов заметное влияние оказывает и поглощение в атмосфере.
Мощность передатчика обычно лежит в диапазоне 50 мВт — 2 Вт. Модемы, как правило, используют шумоподобный метод передачи SST (spread spectrum transmission). Для устройств на частоты 2.4 ГГц и выше, как правило, используются направленные антенны и необходима прямая видимость между приемником и передатчиком. Такие каналы чаще работают по схеме точка-точка, но возможна реализация и многоточечного соединения. На аппаратном уровне здесь могут использоваться радиорелейное оборудование радиомодемы или радио-бриджи. Схема этих устройств имеет много общего. Отличаются они лишь сетевым интерфейсом. Антенна служит как для приема, так и для передачи. Трансивер (приемопередатчик) может соединяться с антенной через специальные усилители. Между трансивером и модемом может включаться преобразователь частот. Модемы подключаются к локальной сети через последовательные интерфейсы типа RS-232 или v.35 (RS-249), для многих из них такие интерфейсы являются встроенными. Отечественное радиорелейное оборудование имеет в качестве выходного интерфейс типа G.703 и по этой причине нуждается в адаптере. Радио-бриджи имеют встроенный Ethernet-интерфейс. Длина кабеля от модема до трансивера лежит в пределах 30-70м, а соединительный кабель между модемом и ЭВМ может иметь длину 100-150м. Трансивер располагается обычно рядом с антенной.
Сетевая модель OSI (Open System Interconnection)
Для того чтобы создавать новые (и модернизировать старые) компьютерные сети и при этом не сталкиваться с проблемами совместимости и взаимодействия различных сетевых устройств были разработаны специальные стандарты — сетевые модели. Существуют различные сетевые модели, но наиболее распространенными и общепризнанными считаются: сетевая модель OSI и сетевая модель TCP/IP. В основе этих моделей лежит принцип деления сети на уровни.
Эталонная модель OSI
Начальная стадия развития сетей LAN, MAN и WAN имела во многих отношениях хаотический характер. В начале 80-х годов XX века резко увеличились размеры сетей и их количество. По мере того как компании осознавали, что, используя сетевые технологии, они могут сэкономить значительные средства и повысить эффективность своей работы, они создавали новые сети и расширяли уже существовавшие с той же быстротой, с какой появлялись новые сетевые технологии и новое оборудование.
Однако к середине 80-х годов эти же компании стали испытывать трудности с расширением уже существующих сетей. Сетям, использовавшим различные спецификации и реализованным различными способами, стало все труднее осуществлять связь друг с другом. Компании, оказавшиеся в такой ситуации, первыми осознали, что необходимо отходить от использования фирменных (proprietary) сетевых систем.
Для решения проблемы несовместимости сетей и их неспособности осуществлять связь друг с другом международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO) разработала различные сетевые схемы, такие, как DECnet, системная сетевая архитектура (Systems Network Architecture — SNA) и стек протоколов TCP/IP. Целью создания таких схем была разработка некоторого общего для всех пользователей набора правил работы сетей. В результате этих исследований организация ISO разработала сетевую модель, которая смогла помочь производителям оборудования создавать сети, совместимые друг с другом и успешно взаимодействовавшие. Процесс подразделения сложной задачи сетевой коммуникации на отдельные более мелкие можно сравнить с процессом сборки автомобиля.
Процесс проектирования, изготовления деталей и сборки автомобиля, если его рассматривать как единое целое, является весьма сложным. Маловероятно, что нашелся бы специалист, который смог бы решить все требуемые задачи при сборке автомобиля: собрать машину из случайным образом подобранных деталей или, скажем,
при изготовлении конечного продукта непосредственно из железной руды. По этой причине проектированием автомобиля занимаются инженеры»проектировщики, инженеры-литейщики проектируют формы для литья деталей, а сборочные инженеры и техники занимаются сборкой узлов и автомобиля из готовых деталей.
Эталонная модель OSI (OSI reference model), обнародованная в 1984 году, была описательной схемой, созданной организацией ISO. Эта эталонная модель предоставила производителям оборудования набор стандартов, которые обеспечили большую совместимость и более эффективное взаимодействие различных сетевых технологий и оборудования, производимого многочисленными компаниями во всем мире.
Эталонная модель OSI является первичной моделью, используемой в качестве
основы для сетевых коммуникаций.
Хотя существуют и другие модели, большинство производителей оборудования и программного обеспечения ориентируются на эталонную модель OSI, особенно когда желают обучить пользователей работе с их продуктами. Эталонная модель OSI в настоящее время считается наилучшим доступным средством обучения пользователей принципам работы сетей и механизмам отправки и получения данных по сети.
Эталонная модель OSI определяет сетевые функции, выполняемые каждым ее уровнем. Что еще более важно, она является базой для понимания того, как информация передается по сети. Кроме того, модель OSI описывает, каким образом информация или пакеты данных перемещается от программ»приложений (таких, как электронные таблицы или текстовые процессоры) по сетевой передающей среде (такой, как провода) к другим программам»приложениям, работающим на другом компьютере этой сети, даже если отправитель и получатель используют разные виды передающих сред.
Уровни сетевой модели OSI (так же называемой эталонной моделью OSI)
Сетевая модель OSI содержит семь пронумерованных уровней, каждый из которых выполняет свои особые функции в сети.
- Уровень 7 — уровень приложений.
- Уровень 6 — уровень представления данных.
- Уровень 5 — сеансовый уровень.
- Уровень 4 — транспортный уровень.
- Уровень 3 — сетевой уровень.
- Уровень 2 — канальный уровень.
- Уровень 1 — физический уровень.
Схема уровней сетевой модели OSI
Такое разделение выполняемых сетью функций называется делением на уровни. Подразделение сети на семь уровней обеспечивает следующие преимущества:
- процесс сетевой коммуникации подразделяется на меньшие и более простые этапы;
- стандартизируются сетевые компоненты, что позволяет использовать и поддерживать в сети оборудование разных производителей;
- подразделение процесса обмена данными на уровни позволяет осуществлять связь между различными типами аппаратного и программного обеспечения;
- изменения на одном уровне не влияют на функционирование других уровней, что позволяет быстрее разрабатывать новые программные и аппаратные продукты;
- коммуникация в сети подразделяется на компоненты меньшего размера, что облегчает их изучение.
Уровни сетевой модели OSI и их функции
Для передачи пакетов данных по сети от отправителя получателю каждый уровень модели OSI должен выполнить свой набор функций. Ниже описаны эти функции.
Уровень 7: уровень приложений
Уровень приложений (application layer) является ближайшим к пользователю и предоставляет службы его приложениям. От других уровней он отличается тем, что не предоставляет служб другим уровням; вместо этого он предоставляет службы только приложениям, которые находятся вне рамок эталонной модели OSI. Примерами таких приложений могут служить электронные таблицы (например, программа Excel) или текстовые процессоры (например, программа Word). Уровень приложений определяет доступность партнеров по сеансу связи друг для друга, а также синхронизирует связь и устанавливает соглашение о процедурах восстановления данных в случае ошибок и процедурах контроля целостности данных. Примерами приложений седьмого уровня могут служить протоколы Telnet и HTTP.
Уровень 6: уровень представления данных
Задача уровня представления данных (presentation layer) состоит в том, чтобы информация уровня приложений, которую посылает одна система (отправитель), могла быть прочитана уровнем приложений другой системы (получателя). При необходимости уровень представления преобразует данные в один из многочисленных существующих форматов, который поддерживается обеими системами. Другой важной задачей этого уровня является шифрование и расшифровка данных. Типовыми графическими стандартами шестого уровня являются стандарты PICT, TIFF и JPEG. Примерами стандартов шестого уровня эталонной модели, описывающих формат представления звука и видео, являются стандарты MIDI и MPEG.
Уровень 5: сеансовый уровень
Как показывает само название этого уровня, сеансовый уровень (session layer) устанавливает сеанс связи между двумя рабочими станциями, управляет им и разрывает его. Сеансовый уровень предоставляет свои службы уровню представления данных. Он также синхронизирует диалог между уровнями представления двух систем и управляет обменом данными. Кроме своей основной постоянной функции — управления, уровень сеанса связи обеспечивает эффективную передачу данных, требуемый класс обслуживания и рассылку экстренных сообщений о наличии проблем на сеансовом уровне, уровне представления данных или уровне приложений. Примерами протоколов пятого уровня могут служить сетевая файловая система (Network File System — NFS), система X-Window и протокол сеанса AppleTalk (AppleTalk Session Protocol — ASP).
Уровень 4: транспортный уровень
Транспортный уровень (transport layer) сегментирует данные передающей станции и вновь собирает их в одно целое на принимающей стороне. Границу между транспортным уровнем и уровнем сеанса связи можно рассматривать как границу между протоколами приложений и протоколами передачи данных. В то время как уровни приложений, представления данных и сеанса связи занимаются аспектами коммуникаций, которые связаны с работой приложений, нижние четыре уровня решают вопросы транспортировки данных по сети. Транспортный уровень пытается обеспечить службу передачи данных таким образом, чтобы скрыть от верхних уровней детали процесса передачи данных. В частности, задачей транспортного уровня является обеспечение надежности передачи данных между двумя рабочими станциями.
При обеспечении службы связи транспортный уровень устанавливает, поддерживает и соответствующим образом ликвидирует виртуальные каналы. Для обеспечения надежности транспортной службы используются выявление ошибок при передаче и управление информационными потоками. Примерами протоколов четвертого уровня могут служить протокол управления передачей (Transmission Control Protocol — TCP), протокол пользовательских дейтаграмм (User Datagram Protocol — UDP) и протокол последовательного обмена пакетами (Sequenced Packet Exchange — SPX).
Уровень 3: сетевой уровень
Сетевой уровень (network layer) является комплексным уровнем, обеспечивающим выбор маршрута и соединение между собой двух рабочих станций, которые могут быть расположены в географически удаленных друг от друга сетях. Кроме того, сетевой уровень решает вопросы логической адресации. Примерами протоколов третьего уровня могут служить Internet»протокол (IP), протокол межсетевого пакетного обмена (Internetwork Packet Exchange — IPX) и протокол AppleTalk.
Уровень 2: канальный уровень
Канальный уровень (data link layer) обеспечивает надежную передачу данных по физическому каналу. При этом канальный уровень решает задачи физической (в противоположность логической) адресации, анализа сетевой топологии, доступа к сети, уведомления об ошибках, упорядоченной доставки фреймов и управления потоками.
Уровень 1: физический уровень
Физический уровень (physical layer) определяет электрические, процедурные и функциональные спецификации для активизации, поддержки и отключения физических каналов между конечными системами. Спецификациями физического уровня определяются уровни напряжений, синхронизация изменений напряжения, физическая скорость передачи данных, максимальная дальность передачи, физические соединения и другие аналогичные параметры.
P.S. Сетевая модель OSI не зря считается эталонной моделью, т.к. позволяет стандартизировать различные сетевые технологии, обеспечивает взаимодействие сетевых устройств и приложений разных уровней. Четкое понимание деления на уровни дает полное представление об организации работы компьютерных сетей. Если что-то непонятно сейчас, то нужно восполнить этот пробел сейчас, т.к. изучение более сложных вещей будет очень затруднено.
На практике используется более простая сетевая модель TCP/IP, которая имеет 4 уровня.
Эталонная сетевая модель OSI, уровни модели OSI.
Определенно начинать лучше с теории, и затем, плавно, переходить к практике. Поэтому сначала рассмотрим сетевую модель (теоретическая модель), а затем приоткроем занавес на то, как теоретическая сетевая модель вписывается в сетевую инфраструктуру (на сетевое оборудование, компьютеры пользователей, кабели, радиоволны и т.д.).
Итак, сетевая модель — это модель взаимодействия сетевых протоколов. А протоколы в свою очередь, это стандарты, которые определяют каким образом, будут обмениваться данными различные программы.
Поясню на примере: открывая любую страничку в интернете, сервер (где находится открываемая страничка) пересылает в Ваш браузер данные (гипертекстовый документ) по протоколу HTTP. Благодаря протоколу HTTP Ваш браузер, получая данные с сервера, знает, как их требуется обработать, и успешно обрабатывает их, показывая Вам запрашиваемую страничку.
Если Вы еще не в курсе что из себя представляет страничка в интернете, то объясню в двух словах: любой текст на веб-страничке заключен в специальные теги, которые указывают браузеру какой размер текста использовать, его цвет, расположение на странице (слева, справа или по центру). Это касается не только текста, но и картинок, форм, активных элементов и вообще всего контента, т.е. того, что есть на страничке. Браузер, обнаруживая теги, действует согласно их предписанию, и показывает Вам обработанные данные, которые заключены в эти теги. Вы и сами можете увидеть теги этой странички (и этот текст между тегами), для этого зайдите в меню вашего браузера и выберите — просмотр исходного кода.
Не будем сильно отвлекаться, «Сетевая модель» нужная тема для тех, кто хочет стать специалистом. Эта статья состоит из 3х частей и для Вас, Я постарался написать не скучно, понятливо и коротко. Для получения подробностей, или получения дополнительного разъяснения отпишитесь в комментариях внизу страницы, и я непременно помогу Вам.
Мы, как и в Сетевой Академии Cisco рассмотрим две сетевые модели: модель OSI и модель TCP/IP (иногда её называют DOD), а заодно и сравним их.
OSI расшифровывается как Open System Interconnection. На русском языке это звучит следующим образом: Сетевая модель взаимодействия открытых систем (эталонная модель). Эту модель можно смело назвать стандартом. Именно этой модели придерживаются производители сетевых устройств, когда разрабатывают новые продукты.
Сетевая модель OSI состоит из 7 уровней, причем принято начинать отсчёт с нижнего.
Перечислим их:- 7. Прикладной уровень (application layer)
- 6. Представительский уровень или уровень представления (presentation layer)
- 5. Сеансовый уровень (session layer)
- 4. Транспортный уровень (transport layer)
- 3. Сетевой уровень (network layer)
- 2. Канальный уровень (data link layer)
- 1. Физический уровень (physical layer)
Как говорилось выше, сетевая модель – это модель взаимодействия сетевых протоколов (стандартов), вот на каждом уровне и присутствуют свои протоколы. Перечислять их скучный процесс (да и не к чему), поэтому лучше разберем все на примере, ведь усваиваемость материала на примерах гораздо выше 😉
Прикладной уровень
Прикладной уровень или уровень приложений(application layer) – это самый верхний уровень модели. Он осуществляет связь пользовательских приложений с сетью. Эти приложения нам всем знакомы: просмотр веб-страниц (HTTP), передача и приём почты (SMTP, POP3), приём и получение файлов (FTP, TFTP), удаленный доступ (Telnet) и т.д.
Представительский уровень
Представительский уровень или уровень представления данных (presentation layer) – он преобразует данные в соответствующий формат. На примере понять проще: те картинки (все изображения) которые вы видите на экране, передаются при пересылке файла в виде маленьких порций единиц и ноликов (битов). Так вот, когда Вы отправляете своему другу фотографию по электронной почте, протокол Прикладного уровня SMTP отправляет фотографию на нижний уровень, т.е. на уровень Представления. Где Ваша фотка преобразуется в удобный вид данных для более низких уровней, например в биты (единицы и нолики).
Именно таким же образом, когда Ваш друг начнет получать Ваше фото, ему оно будет поступать в виде все тех же единиц и нулей, и именно уровень Представления преобразует биты в полноценное фото, например JPEG.
Вот так и работает этот уровень с протоколами (стандартами) изображений (JPEG, GIF, PNG, TIFF), кодировок (ASCII, EBDIC), музыки и видео (MPEG) и т.д.
Сеансовый уровень
Сеансовый уровень или уровень сессий(session layer) – как видно из названия, он организует сеанс связи между компьютерами. Хорошим примером будут служить аудио и видеоконференции, на этом уровне устанавливается, каким кодеком будет кодироваться сигнал, причем этот кодек должен присутствовать на обеих машинах. Еще примером может служить протокол SMPP (Short message peer-to-peer protocol), с помощью него отправляются хорошо известные нам СМСки и USSD запросы. И последний пример: PAP (Password Authentication Protocol) – это старенький протокол для отправки имени пользователя и пароля на сервер без шифрования.
Больше про сеансовый уровень ничего не скажу, иначе углубимся в скучные особенности протоколов. А если они (особенности) Вас интересуют, пишите письма мне или оставляйте сообщение в комментариях с просьбой раскрыть тему более подробно, и новая статья не заставит себя долго ждать 😉
Транспортный уровень
Транспортный уровень (transport layer) – этот уровень обеспечивает надёжность передачи данных от отправителя к получателю. На самом деле всё очень просто, например вы общаетесь с помощью веб-камеры со своим другом или преподавателем. Нужна ли здесь надежная доставка каждого бита переданного изображения? Конечно нет, если потеряется несколько битов из потокового видео Вы даже этого не заметите, даже картинка не изменится (м.б. изменится цвет одного пикселя из 900000 пикселей, который промелькнет со скоростью 24 кадра в секунду).
А теперь приведем такой пример: Вам друг пересылает (например, через почту) в архиве важную информацию или программу. Вы скачиваете себе на компьютер этот архив. Вот здесь надёжность нужна 100%, т.к. если пару бит при закачке архива потеряются – Вы не сможете затем его разархивировать, т.е. извлечь необходимые данные. Или представьте себе отправку пароля на сервер, и в пути один бит потерялся – пароль уже потеряет свой вид и значение изменится.
Таким образом, когда мы смотрим видеоролики в интернете, иногда мы видим некоторые артефакты, задержки, шумы и т.п. А когда мы читаем текст с веб-страницы – потеря (или скжение) букв не допустима, и когда скачиваем программы – тоже все проходит без ошибок.
На этом уровне я выделю два протокола: UDP и TCP. UDP протокол (User Datagram Protocol) передает данные без установления соединения, не подтверждает доставку данных и не делает повторы. TCP протокол (Transmission Control Protocol), который перед передачей устанавливает соединение, подтверждает доставку данных, при необходимости делает повтор, гарантирует целостность и правильную последовательность загружаемых данных.
Следовательно, для музыки, видео, видеоконференций и звонков используем UDP (передаем данные без проверки и без задержек), а для текста, программ, паролей, архивов и т.п. – TCP (передача данных с подтверждением о получении, затрачивается больше времени).
Сетевой уровень
Сетевой уровень (network layer) – этот уровень определяет путь, по которому данные будут переданы. И, между прочим, это третий уровень Сетевой модели OSI, а ведь существуют такие устройства, которые как раз и называют устройствами третьего уровня – маршрутизаторы.
Все мы слышали об IP-адресе, вот это и осуществляет протокол IP (Internet Protocol). IP-адрес – это логический адрес в сети.
На этом уровне достаточно много протоколов и все эти протоколы мы разберем более подробно позже, в отдельных статьях и на примерах. Сейчас же только перечислю несколько популярных.
Как об IP-адресе все слышали и о команде ping – это работает протокол ICMP.
Те самые маршрутизаторы (с которыми мы и будет работать в дальнейшем) используют протоколы этого уровня для маршрутизации пакетов (RIP, EIGRP, OSPF).
Вся вторая часть курса CCNA (Exploration 2) о маршрутизации.
Канальный уровень
Канальный уровень (data link layer) – он нам нужен для взаимодействия сетей на физическом уровне. Наверное, все слышали о MAC-адресе, вот он является физическим адресом. Устройства канального уровня – коммутаторы, концентраторы и т.п.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электротехнике и электронике) определяет канальный уровень двумя подуровнями: LLC и MAC.
LLC – управление логическим каналом (Logical Link Control), создан для взаимодействия с верхним уровнем.
MAC – управление доступом к передающей среде (Media Access Control), создан для взаимодействия с нижним уровнем.
Объясню на примере: в Вашем компьютере (ноутбуке, коммуникаторе) имеется сетевая карта (или какой-то другой адаптер), так вот для взаимодействия с ней (с картой) существует драйвер. Драйвер – это некоторая программа — верхний подуровень канального уровня, через которую как раз и можно связаться с нижними уровнями, а точнее с микропроцессором (железо) – нижний подуровень канального уровня.
Типичных представителей на этом уровне много. PPP (Point-to-Point) – это протокол для связи двух компьютеров напрямую. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – стандарт передаёт данные на расстояние до 200 километров. CDP (Cisco Discovery Protocol) – это проприетарный (собственный) протокол принадлежащий компании Cisco Systems, с помощью него можно обнаружить соседние устройства и получить информацию об этих устройствах.
Вся третья часть курса CCNA (Exploration 3) об устройствах второго уровня.
Физический уровень
Физический уровень (physical layer) – самый нижний уровень, непосредственно осуществляющий передачу потока данных. Протоколы нам всем хорошо известны: Bluetooth, IRDA (Инфракрасная связь), медные провода (витая пара, телефонная линия), Wi-Fi, и т.д.
Подробности и спецификации ждите в следующих статьях и в курсе CCNA. Вся первая часть курса CCNA (Exploration 1) посвящена модели OSI.
Заключение
Вот мы и разобрали сетевую модель OSI. В следующей части приступим к Сетевой модели TCP/IP, она меньше и протоколы те же. Для успешной сдачи тестов CCNA надо провести сравнение и выявить отличия, что и будет сделано.
Физический уровень | Слой 1
TL: DR;
Физическая сеть
Физический уровень — это самый нижний уровень. Этот уровень предоставляет механические, электрические и другие функциональные средства, доступные для включения или отключения, они поддерживают и передают биты о физических соединениях. Это могут быть, например, электрические сигналы, оптические сигналы (оптоволокно, лазер), электромагнитные волны (беспроводные сети) или звук. Используемые методы называются технологическим процессом передачи.Устройства и сетевые компоненты, которые связаны с физическим уровнем, например, антенна и усилитель, вилка и розетка для сетевого кабеля, повторитель, штрих, приемопередатчик, Т-образная планка и терминатор (терминатор).
Его цифровая битовая передача физического уровня осуществляется по проводному или беспроводному каналу передачи. Совместное использование среды передачи может быть выполнено на этом уровне посредством статического мультиплексирования и динамического мультиплексирования. Для этого требуются не только спецификации определенных средств передачи (например, медный кабель, оптоволоконный кабель, электросеть), но и определение дополнительных элементов разъемов.Более того, на этом уровне должно быть решено, каким образом будет передаваться отдельный бит.
Это означает следующее: Сегодня в компьютерных сетях информация обычно передается в виде битовых или символьных последовательностей. Однако в медных кабелях и радиопередачах модулируются высокочастотные электромагнитные волны, носители информации, в оптическом волноводе световые волны определенной длины или другой длины. Носитель информации не знает битовых строк, но может принимать гораздо больше различных состояний, чем просто 0 или 1.Поэтому для каждого типа передачи должны быть определены кодировки. Это связано со спецификацией физического уровня сети.
Типичное оборудование на этом уровне: повторители, концентраторы, кабели, вилки,
Уровень 1 OSI — физический уровень
В семиуровневой модели OSI компьютерных сетей физический уровень или уровень 1 является первым и самым низким уровнем. Реализацию этого уровня часто называют PHY.
Физический уровень состоит из основных сетевых технологий передачи аппаратных средств сети.Это фундаментальный уровень, лежащий в основе логических структур данных функций более высокого уровня в сети. Из-за множества доступных аппаратных технологий с широко различающимися характеристиками это, пожалуй, самый сложный уровень в архитектуре OSI.
Физический уровень определяет средства передачи необработанных битов, а не пакетов логических данных по физическому каналу, соединяющему узлы сети. Битовый поток может быть сгруппирован в кодовые слова или символы и преобразован в физический сигнал, который передается через аппаратную среду передачи.Физический уровень обеспечивает электрический, механический и процедурный интерфейс для среды передачи. Здесь указаны формы и свойства электрических разъемов, частоты для вещания, используемая схема модуляции и аналогичные параметры низкого уровня.
В рамках семантики сетевой архитектуры OSI физический уровень преобразует запросы логической связи с уровня канала данных в аппаратно-зависимые операции, влияющие на передачу или прием электронных сигналов.
Википедия
уровней модели OSI — GeeksforGeeks
Предварительное условие: основы компьютерных сетей
OSI означает Взаимодействие открытых систем . Он был разработан ISO — «Международная организация по стандартизации » в 1984 году. Это 7-уровневая архитектура, каждый уровень которой имеет определенные функциональные возможности. Все эти 7 уровней работают совместно, чтобы передавать данные от одного человека к другому по всему миру.
1. Физический уровень (уровень 1):Самым нижним уровнем эталонной модели OSI является физический уровень. Он отвечает за фактическое физическое соединение между устройствами. Физический уровень содержит информацию в виде бит. Он отвечает за передачу отдельных битов от одного узла к другому. При получении данных этот уровень получит полученный сигнал, преобразует его в 0 и 1 и отправит их на уровень канала передачи данных, который объединит кадры.
Функции физического уровня:
- Битовая синхронизация: Физический уровень обеспечивает синхронизацию битов путем предоставления часов. Эти часы управляют как отправителем, так и получателем, обеспечивая синхронизацию на битовом уровне.
- Управление скоростью передачи данных: Физический уровень также определяет скорость передачи, то есть количество битов, отправляемых в секунду.
- Физические топологии: Физический уровень определяет способ, которым различные устройства / узлы расположены в сети i.е. топология шины, звезды или сетки.
- Режим передачи: Физический уровень также определяет способ передачи данных между двумя подключенными устройствами. Возможны различные режимы передачи: симплексный, полудуплексный и полнодуплексный.
* Концентратор, повторитель, модем, кабели являются устройствами физического уровня.
** Сетевой уровень, уровень канала передачи данных и физический уровень также известны как нижние уровни или аппаратные уровни .
Уровень канала данных отвечает за доставку сообщения от узла к узлу. Основная функция этого уровня — обеспечить безошибочную передачу данных от одного узла к другому по физическому уровню. Когда пакет прибывает в сеть, DLL несет ответственность за его передачу на Хост, используя его MAC-адрес. Уровень канала передачи данных
разделен на два подуровня:
- Logical Link Control (LLC)
- Media Access Control (MAC)
Пакет, полученный с сетевого уровня, далее делится на кадры в зависимости от размера кадра NIC ( Сетевая интерфейсная карта).DLL также инкапсулирует MAC-адреса отправителя и получателя в заголовке.
MAC-адрес получателя получается путем отправки запроса ARP (Address Resolution Protocol) на провод с вопросом: «У кого этот IP-адрес?» и хост назначения ответит своим MAC-адресом.
Функции уровня канала данных:
- Кадрирование: Кадрирование является функцией уровня канала данных. Он предоставляет отправителю возможность передать набор битов, значимых для получателя.Это может быть достигнуто путем прикрепления специальных битовых шаблонов к началу и концу кадра.
- Физическая адресация: После создания кадров уровень канала данных добавляет физические адреса (MAC-адрес) отправителя и / или получателя в заголовок каждого кадра.
- Контроль ошибок: Уровень канала данных обеспечивает механизм контроля ошибок, при котором он обнаруживает и повторно передает поврежденные или потерянные кадры.
- Управление потоком: Скорость передачи данных должна быть постоянной с обеих сторон, иначе данные могут быть повреждены, поэтому управление потоком координирует тот объем данных, который может быть отправлен до получения подтверждения.
- Управление доступом: Когда один канал связи используется несколькими устройствами, подуровень MAC уровня канала данных помогает определить, какое устройство контролирует канал в данный момент.
* Пакет на уровне звена данных обозначается как Кадр .
** Уровень канала передачи данных обрабатывается сетевым адаптером (сетевой интерфейсной картой) и драйверами устройств хост-компьютеров.
*** Коммутатор и мост — это устройства уровня канала передачи данных.
Сетевой уровень предназначен для передачи данных от одного хоста к другому, расположенному в разных сетях. Он также заботится о маршрутизации пакетов, то есть о выборе кратчайшего пути для передачи пакета из числа доступных маршрутов. IP-адреса отправителя и получателя помещаются в заголовок на сетевом уровне.
Функции сетевого уровня:
- Маршрутизация: Протоколы сетевого уровня определяют, какой маршрут подходит от источника к месту назначения.Эта функция сетевого уровня известна как маршрутизация.
- Логическая адресация: Чтобы однозначно идентифицировать каждое устройство в объединенной сети, сетевой уровень определяет схему адресации. IP-адреса отправителя и получателя помещаются в заголовок по сетевому уровню. Такой адрес отличает каждое устройство уникально и универсально.
* Сегмент на сетевом уровне обозначается как Пакет .
** Сетевой уровень реализуется сетевыми устройствами, такими как маршрутизаторы.
4. Транспортный уровень (уровень 4): Транспортный уровень предоставляет услуги прикладному уровню и принимает услуги сетевого уровня. Данные на транспортном уровне упоминаются как сегментов . Он отвечает за непрерывную доставку всего сообщения. Транспортный уровень также обеспечивает подтверждение успешной передачи данных и повторно передает данные, если обнаружена ошибка.
• На стороне отправителя:
Транспортный уровень принимает форматированные данные с верхних уровней, выполняет сегментацию , а также реализует Контроль потока и ошибок для обеспечения правильной передачи данных.Он также добавляет номер порта источника и назначения в свой заголовок и пересылает сегментированные данные на сетевой уровень.
Примечание: Отправителю необходимо знать номер порта, связанный с приложением получателя.
Обычно этот номер порта назначения настраивается либо по умолчанию, либо вручную. Например, когда веб-приложение делает запрос к веб-серверу, оно обычно использует порт номер 80, потому что это порт по умолчанию, назначенный веб-приложениям. Многим приложениям назначен порт по умолчанию.
• На стороне получателя:
Транспортный уровень считывает номер порта из своего заголовка и пересылает полученные данные соответствующему приложению. Он также выполняет упорядочивание и повторную сборку сегментированных данных.
Функции транспортного уровня:
- Сегментация и повторная сборка: Этот уровень принимает сообщение от (сеансового) уровня, разбивает сообщение на более мелкие блоки. С каждым произведенным сегментом связан заголовок.Транспортный уровень на станции назначения повторно собирает сообщение.
- Адресация точки обслуживания: Чтобы доставить сообщение для исправления процесса, заголовок транспортного уровня включает в себя тип адреса, называемый адресом точки обслуживания или адресом порта. Таким образом, указав этот адрес, транспортный уровень обеспечивает доставку сообщения правильному процессу.
Услуги, предоставляемые транспортным уровнем:
- Услуга, ориентированная на соединение: Это трехфазный процесс, который включает
— Установление соединения
— Передача данных
— Завершение / отключение
В этом типе передачи принимающее устройство отправляет подтверждение обратно источнику после получения пакета или группы пакетов.Этот тип трансмиссии надежен и безопасен. - Подключение без обслуживания: Это одноэтапный процесс, включающий передачу данных. В этом типе передачи получатель не подтверждает получение пакета. Такой подход позволяет значительно ускорить обмен данными между устройствами. Сервис с установлением соединения более надежен, чем Сервис без установления соединения.
* Данные на транспортном уровне называются сегментами .
** Транспортный уровень управляется операционной системой.Он является частью ОС и взаимодействует с уровнем приложения, выполняя системные вызовы.
Транспортный уровень называется Сердце модели OSI .
Этот уровень отвечает за установление соединения, поддержание сеансов, аутентификацию, а также обеспечивает безопасность.
Функции сеансового уровня:
- Установление, обслуживание и завершение сеанса: Уровень позволяет двум процессам устанавливать, использовать и завершать соединение.
- Синхронизация: Этот уровень позволяет процессу добавлять в данные контрольные точки, которые рассматриваются как точки синхронизации. Эти точки синхронизации помогают идентифицировать ошибку, чтобы данные были повторно синхронизированы должным образом, и концы сообщений не обрезались преждевременно, и чтобы избежать потери данных.
- Контроллер диалога: Сеансовый уровень позволяет двум системам начинать связь друг с другом в полудуплексном или полнодуплексном режиме.
** Все нижеприведенные 3 уровня (включая сеансовый уровень) интегрированы как один уровень в модели TCP / IP как «прикладной уровень».
** Реализация этих трех уровней выполняется самим сетевым приложением. Они также известны как Верхние уровни или Программные уровни .
СЦЕНАРИЙ:
Рассмотрим сценарий, в котором пользователь хочет отправить сообщение через какое-то приложение Messenger, запущенное в его браузере. «Мессенджер» здесь действует как прикладной уровень, который предоставляет пользователю интерфейс для создания данных. Это сообщение или так называемые данные сжимаются, шифруются (если есть защищенные данные) и преобразуются в биты (нули и единицы), чтобы их можно было передать.
Уровень представления также называется уровнем трансляции . Здесь извлекаются данные из уровня приложения и обрабатываются в соответствии с требуемым форматом для передачи. сеть.
Функции уровня представления:
- Перевод: Например, из ASCII в EBCDIC.
- Шифрование / дешифрование: Шифрование данных переводит данные в другую форму или код.Зашифрованные данные известны как зашифрованный текст, а расшифрованные данные известны как простой текст. Значение ключа используется как для шифрования, так и для дешифрования данных.
- Сжатие: Уменьшает количество битов, которые необходимо передать по сети.
На самом верху стека уровней эталонной модели OSI находится уровень приложений, который реализуется сетевыми приложениями. Эти приложения производят данные, которые необходимо передавать по сети.Этот уровень также служит окном для прикладных служб для доступа к сети и для отображения полученной информации пользователю.
Пример: Приложение — браузеры, Skype Messenger и т. Д.
** Уровень приложения также называется уровнем рабочего стола.
Функции прикладного уровня:
- Сетевой виртуальный терминал
- Доступ и управление передачей файлов FTAM
- Почтовые службы
- Службы каталогов
Модель OSI действует как эталонная модель и не является реализовано в Интернете из-за своего позднего изобретения.Текущая используемая модель — это модель TCP / IP.
Авторы статьи: Kundana Thiyari и Harshita Pandey . Если вам нравится GeeksforGeeks и вы хотели бы внести свой вклад, вы также можете написать статью, используя write.geeksforgeeks.org, или отправить свою статью по адресу [email protected]. Посмотрите, как ваша статья появляется на главной странице GeeksforGeeks, и помогите другим гикам.
Пожалуйста, напишите комментарий, если вы обнаружите что-то неправильное, или если вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсуждаемой выше.
Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Практикуйте экзамен GATE задолго до самого экзамена с помощью предметных и общих викторин, доступных в курсе GATE Test Series Course .
Изучите все концепции GATE CS с бесплатными живыми классами на нашем канале YouTube.
Физический уровень эталонной модели OSI
Физический уровень — это самый нижний уровень эталонной модели OSI. Он отвечает за отправку битов с одного компьютера на другой. Этот уровень не касается значения битов и занимается установкой физического подключения к сети, а также передачей и приемом сигналов.
Функции физического уровня
Ниже приведены различные функции, выполняемые физическим уровнем модели OSI.
- Представление битов: Данные на этом уровне состоят из потока битов. Биты должны быть закодированы в сигналы для передачи. Он определяет тип кодирования, то есть то, как 0 и 1 заменяются на сигнал.
- Скорость передачи данных: Этот уровень определяет скорость передачи, которая представляет собой количество бит в секунду.
- Синхронизация: Он занимается синхронизацией передатчика и приемника. Отправитель и получатель синхронизируются на битовом уровне.
- Интерфейс: Физический уровень определяет интерфейс передачи между устройствами и средой передачи.
- Конфигурация линии: Этот уровень соединяет устройства со средой: конфигурация точка-точка и конфигурация многоточечной связи.
- Топологии: Устройства должны быть подключены с использованием следующих топологий: сетка, звезда, кольцо и шина.
- Режимы передачи: Физический уровень определяет направление передачи между двумя устройствами: симплекс, полудуплекс, полнодуплекс.
- Имеет дело с базовой и широкополосной передачей.
Проблемы проектирования на физическом уровне
- Физический уровень связан с передачей сырых битов по каналу связи.
- Проблема проектирования заключается в том, чтобы убедиться, что когда одна сторона отправляет бит
1, он принимается другой стороной как бит1, а не как бит0. - Вот типичные вопросы:
- Сколько вольт следует использовать для представления бита
1и сколько для представления0? - Сколько наносекунд длится бит?
- Может ли передача происходить одновременно в обоих направлениях?
- Может ли передача происходить одновременно в обоих направлениях?
- Сколько контактов у сетевого разъема и для чего каждый контакт используется?
- Сколько вольт следует использовать для представления бита
- Проблемы проектирования здесь в основном связаны с механическими, электрическими и временными интерфейсами, а также с физической средой передачи, которая находится ниже физического уровня.
Что такое физический уровень?
Что означает физический уровень?
Физический уровень — это первый и самый нижний уровень модели взаимодействия открытых систем (модель OSI).
Физический уровень (также известный как уровень 1) имеет дело с передачей битового уровня между различными устройствами и поддерживает электрические или механические интерфейсы, подключающиеся к физическая среда для синхронизированной связи.
Этот уровень работает с большинством физических подключений сети — беспроводной передачей, кабелями, стандартами и типами кабелей, разъемами и типами, сетевыми интерфейсными картами и т. Д. — в соответствии с требованиями сети.
Физический уровень не имеет отношения к реальной физической среде (например, медь, оптоволокно и т. Д.)
Techopedia объясняет физический уровень
Физический уровень направлен на консолидацию требований к оборудованию сети для обеспечения успешной передачи данных. Сетевые инженеры могут определять различные механизмы передачи битов для уровня физического уровня, включая формы и типы разъемов, кабелей и частот для каждой физической среды.
Уровень 1 — это первый уровень модели OSI и, следовательно, фундамент, на котором базируются все функции более высокого уровня.Он преобразует информацию, получаемую от уровня канала передачи данных (уровень 2), в электромагнитные сигналы (двоичные данные), чтобы отправлять их по физической среде (проводной или беспроводной). Эти сигналы могут состоять либо из цифровых сигналов (электрические импульсы), либо из аналоговых сигналов (непрерывных электромагнитных волн).
В зависимости от типа и качества физического уровня эти сигналы могут ухудшаться из-за нескольких явлений, таких как шум, затухание, дисперсия и искажение.Физические ограничения, присущие средам передачи, также определяют максимальную полосу пропускания и частоту ошибок.
Среда передачи может быть управляемой (например, кабели, оптоволокно или UTP) или неуправляемой, если между отправителем и получателем не установлено физическое соединение (например, в случае беспроводных подключений).
Поскольку сам воздух представляет собой носитель, по которому данные отправляются в неуправляемом носителе, любой, кроме фактического получателя информации, может собирать эти данные.
Физический уровень иногда играет важную роль в эффективном совместном использовании доступных коммуникационных ресурсов и помогает избежать конфликтов между несколькими пользователями. Он также обрабатывает скорость передачи, чтобы улучшить поток данных между отправителем и получателем.
Физический уровень предоставляет следующие услуги:
- Модулирует процесс преобразования сигнала из одной формы в другую, чтобы его можно было физически передать по каналу связи.
- Побитовая доставка.
- Линейное кодирование, которое позволяет отправлять данные аппаратными устройствами, оптимизированными для цифровой связи, которые могут иметь дискретную синхронизацию в канале передачи.
- Битовая синхронизация для синхронной последовательной связи.
- Пуск-стоп-сигнализация и управление потоком при асинхронной последовательной связи.
- Аппаратное управление коммутацией и мультиплексированием мультиплексированных цифровых сигналов.
- Обнаружение несущей и обнаружение коллизий, посредством чего физический уровень определяет доступность несущей и предотвращает проблемы перегрузки, вызванные недоставкой пакетов.
- Выравнивание сигналов для обеспечения надежных соединений и упрощения мультиплексирования.
- Прямое исправление ошибок / канальное кодирование, например код исправления ошибок.
- Чередование битов для улучшения исправления ошибок.
- Автосогласование.
- Управление режимом передачи.
Примеры протоколов, использующих физические уровни, включают:
- Цифровая абонентская линия.
- Цифровая сеть с интеграцией услуг.
- Ассоциация инфракрасных данных.
- Универсальная последовательная шина (USB).
- Bluetooth.
- Контроллерная сеть.
- Ethernet.
Физический уровень модели OSI: определение, компоненты и мультимедиа — видео и стенограмма урока
Компоненты физического уровня
Базовые аппаратные компоненты, используемые на физическом уровне OSI, включают карты сетевого интерфейса (NIC), разъемы и интерфейсы, а также кабели, которые облегчают передачу данных от источника к месту назначения.
Сетевая интерфейсная карта — это компонент, устанавливаемый в компьютер для подключения к любой доступной сети. Разъемы и интерфейсы используются для подключения кабелей от одного источника к другому. В зависимости от типа используемого кабеля выбираются соответствующие разъемы. Кабели — это физические компоненты, которые передают через них электромагнитные или оптические сигналы и передают их от сетевого источника к сетевому назначению.
Типы кабелей физического уровня
В сети используются 3 основных типа кабелей: экранированная витая пара, неэкранированная витая пара и коаксиальный.
- Экранированная витая пара : Этот тип кабеля предполагает размещение фольги вокруг пар скрученных проводов для предотвращения электромагнитных помех.
- Неэкранированная витая пара : Кабель этого типа изготавливается так же, как экранированная витая пара, но без дополнительной экранировки фольгой вокруг проводов.
- Коаксиальный кабель : Этот тип кабеля содержит провод, покрытый альтернативными проводящими и изолирующими экранами. Это делает кабель более надежным при подключении к разным сетям.
Кабельные соединения физического уровня
Так же, как у нас есть разные кабели, используемые для создания сетей, нам также требуются особые типы разъемов, которые соединяют эти кабели в зависимости от типа сети:
- RJ-45 : Это 8-проводные разъемы, используемые специально для подключения кабелей LAN или Ethernet.
- Fiber ST, SC : это разъемы для оптоволоконного кабеля, которые всегда используются парами. Один провод предназначен для передачи данных, а другой — для их приема. ST и SC — стандарты оптоволоконных соединителей в США и Великобритании соответственно.
- Fiber LC : Эти соединители используются для оптоволоконных кабелей и передачи оптических сигналов.
Среда передачи на физическом уровне может быть одного из следующих типов:
- Симплекс: данные передаются в одном направлении.
- Полудуплекс: данные могут передаваться в обоих направлениях, но не одновременно.
- Полнодуплексный режим: передача данных может происходить в обоих направлениях одновременно.
Резюме урока
Физический уровень в модели OSI обслуживает сетевую инфраструктуру на самом нижнем уровне. Передача данных на этом уровне может быть проводной или беспроводной. Что касается беспроводной передачи данных, такие технологии, как Bluetooth и сотовый Wi-Fi, теперь играют жизненно важную роль.
Основные аппаратные компоненты, используемые на физическом уровне OSI, включают карты сетевого интерфейса (NIC), разъемы и интерфейсы, а также кабели, которые облегчают передачу данных от источника к месту назначения.
В сети используются три основных типа кабелей:
- Экранированная витая пара имеет экран из фольги вокруг скрученных проводов для предотвращения электромагнитных помех.
- Неэкранированная витая пара не имеет дополнительного экранирования фольгой.
- Коаксиальный кабель представляет собой провод, покрытый альтернативными проводящими и изолирующими экранами.
Эти кабели соединяются различными типами разъемов в зависимости от типа сети:
- RJ-45 — это 8-проводные разъемы, используемые специально для подключения кабелей LAN или Ethernet.
- Fiber ST, SC — соединители для оптоволоконного кабеля, используемые попарно для передачи и приема данных
- Волокно LC используются для оптоволоконных кабелей и передачи оптических сигналов.
Среда передачи на физическом уровне может быть симплексной (в одном направлении), полудуплексной (в обоих направлениях в разное время) или полнодуплексной (в обоих направлениях одновременно).
7 уровней модели OSI (полное руководство)
Что такое модель OSI: полное руководство по семи уровням модели OSI
В этой серии бесплатного обучения работе с сетями серии мы подробно изучили все около Основы компьютерных сетей .
Эталонная модель OSI означает эталонную модель межсоединения открытых систем , которая используется для связи в различных сетях.
ISO (Международная организация по стандартизации) разработала эту эталонную модель для коммуникации, которой нужно следовать во всем мире на заданном наборе платформы.
Что такое модель OSI?
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) состоит из семи уровней или семи шагов, которые завершают общую систему связи.
В этом руководстве мы подробно рассмотрим функциональность каждого слоя.
Как тестировщик программного обеспечения, важно понимать эту модель OSI, поскольку каждое из программных приложений работает на основе одного из уровней этой модели. По мере того, как мы углубимся в этот урок, мы узнаем, что это за слой.
Архитектура эталонной модели OSI
Взаимосвязь между каждым слоем
Давайте посмотрим, как каждый уровень в эталонной модели OSI взаимодействует друг с другом с помощью приведенной ниже диаграммы.
Ниже перечислены расширения каждой единицы протокола, обмен которой осуществляется между уровнями:
- APDU — Блок данных протокола приложения.
- PPDU — Блок данных протокола представления.
- SPDU — Блок данных протокола сеанса.
- TPDU — Блок данных транспортного протокола (сегмент).
- Пакет — протокол хост-маршрутизатор сетевого уровня.
- Кадр — протокол хост-маршрутизатор канального уровня.
- Биты — протокол хост-маршрутизатор физического уровня.
Роли и протоколы, используемые на каждом уровне
Характеристики модели OSI
Различные функции модели OSI перечислены ниже:
- Легко понять обмен данными в широких сетях с помощью архитектуры эталонной модели OSI.
- Помогает узнать детали, чтобы мы могли лучше понять совместную работу программного и аппаратного обеспечения.
- Устранение неисправностей стало проще, так как сеть разделена на семь уровней. Каждый уровень имеет свои собственные функции, поэтому диагностика проблемы проста и занимает меньше времени.
- Понимание поколения за поколением новых технологий становится проще и адаптируемо с помощью модели OSI.
7 уровней модели OSI
Перед тем, как подробно изучить функции всех 7 уровней, новички обычно сталкиваются с проблемой: Как последовательно запомнить иерархию семи эталонных уровней OSI?
Вот решение, которое я лично использую для его запоминания.
Попытайтесь запомнить его как A-PSTN-DP .
Начиная сверху вниз A-PSTN-DP расшифровывается как Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Вот 7 уровней модели OSI:
# 1) Уровень 1 — Физический уровень
- Физический уровень — это первый и самый нижний уровень эталонной модели OSI. В основном он обеспечивает передачу битового потока.
- Он также характеризует тип носителя, тип разъема и тип сигнала, который будет использоваться для связи.По сути, необработанные данные в виде битов, то есть 0 и 1, преобразуются в сигналы и обмениваются ими на этом уровне. Инкапсуляция данных также выполняется на этом уровне. Передающая и принимающая стороны должны быть синхронизированы, и скорость передачи в битах в секунду также определяется на этом уровне.
- Он обеспечивает интерфейс передачи между устройствами и средой передачи, и на этом уровне также определяется тип топологии, которая будет использоваться для сети, а также тип режима передачи, необходимый для передачи.
- Обычно для организации сети используются топологии «звезда», «шина» или «кольцо», и используются полудуплексный, полнодуплексный или симплексный режимы.
- Примеры устройств уровня 1 включают концентраторы, повторители и кабельные соединители Ethernet. Это базовые устройства, которые используются на физическом уровне для передачи данных через заданную физическую среду, которая подходит в соответствии с потребностями сети.
# 2) Уровень 2 — Уровень канала передачи данных
- Уровень звена данных — это второй уровень снизу в эталонной модели OSI.Основная функция уровня канала передачи данных — выполнять обнаружение ошибок и объединять биты данных в кадры. Он объединяет необработанные данные в байты и байты в кадры и передает пакет данных на сетевой уровень желаемого хоста назначения. В конечном итоге уровень канала передачи данных принимает сигнал, декодирует его в кадры и доставляет на оборудование.
- MAC-адрес: Уровень канала данных контролирует систему физической адресации, называемую MAC-адресом для сетей, и обрабатывает доступ различных сетевых компонентов к физической среде.
- Адрес управления доступом к среде передачи — это уникальный адрес устройства, и каждое устройство или компонент в сети имеет MAC-адрес, на основе которого мы можем однозначно идентифицировать устройство в сети. Это 12-значный уникальный адрес.
- Пример MAC-адреса: 3C-95-09-9C-21-G1 (с 6 октетами, где первые 3 представляют OUI, следующие три представляют NIC). Он также может называться физическим адресом. Структура MAC-адреса определяется организацией IEEE, поскольку она принята во всем мире всеми фирмами.
Структуру MAC-адреса, представляющую различные поля и длину в битах, можно увидеть ниже.
- Обнаружение ошибок: На этом уровне выполняется только обнаружение ошибок, а не исправление ошибок. Исправление ошибок выполняется на транспортном уровне.
- Иногда сигналы данных сталкиваются с некоторыми нежелательными сигналами, известными как биты ошибок. Чтобы победить ошибки, этот слой выполняет обнаружение ошибок. Циклический контроль избыточности (CRC) и контрольная сумма — несколько эффективных методов проверки ошибок.Мы обсудим это в функциях транспортного уровня.
- Управление потоком и множественный доступ: Данные, которые отправляются в форме кадра между отправителем и получателем через среду передачи на этом уровне, должны передаваться и приниматься с одинаковой скоростью. Когда кадр отправляется по среде со скоростью, превышающей рабочую скорость приемника, то данные, которые должны быть получены на принимающем узле, будут потеряны из-за несоответствия скорости.
- Чтобы преодолеть этот тип проблем, уровень выполняет механизм управления потоком.
Существует два типа процесса управления потоком:
Остановка и ожидание управления потоком: В этом механизме он подталкивает отправителя после передачи данных к остановке и ожиданию со стороны получателя, чтобы получить подтверждение кадра, полученного на стороне получателя. Второй кадр данных отправляется через носитель только после получения первого подтверждения, и процесс продолжается .
Скользящее окно: В этом процессе и отправитель, и получатель определяют количество кадров, после которых следует обменяться подтверждением.Этот процесс экономит время, поскольку в процессе управления потоком используется меньше ресурсов.
- Этот уровень также обеспечивает доступ к нескольким устройствам для передачи через одну и ту же среду без коллизий с использованием протоколов CSMA / CD (множественный доступ с контролем несущей / обнаружение коллизий).
- Синхронизация: Оба устройства, между которыми происходит обмен данными, должны быть синхронизированы друг с другом на обоих концах, чтобы передача данных могла происходить плавно.
- Коммутаторы уровня 2: Коммутаторы уровня 2 — это устройства, которые пересылают данные на следующий уровень на основе физического адреса (MAC-адреса) машины. Сначала он собирает MAC-адрес устройства на порту, на котором должен быть получен кадр, а затем изучает пункт назначения MAC-адреса из таблицы адресов и пересылает кадр в пункт назначения следующего уровня. Если адрес хоста назначения не указан, он просто транслирует фрейм данных на все порты, кроме того, от которого он узнал адрес источника.
- Мосты: Мосты — это двухпортовое устройство, которое работает на канальном уровне и используется для соединения двух сетей LAN. В дополнение к этому, он ведет себя как повторитель с дополнительной функцией фильтрации нежелательных данных путем изучения MAC-адреса и пересылки его дальше на узел назначения. Он используется для подключения сетей, работающих по одному протоколу.
# 3) Уровень 3 — сетевой уровень
Сетевой уровень — это третий снизу уровень.Этот уровень отвечает за маршрутизацию пакетов данных от источника к узлу назначения между внутренними и внутренними сетями, работающими на одном или разных протоколах.
Если не считать технических подробностей, если мы попытаемся понять, что он на самом деле делает?
Ответ очень прост: он находит простой, самый короткий и эффективный по времени способ между отправителем и получателем для обмена данными с использованием протоколов маршрутизации, коммутации, обнаружения ошибок и методов адресации.
- Он выполняет указанную выше задачу, используя логическую сетевую адресацию и схемы подсетей в сети. Независимо от того, работают ли две разные сети по одному и тому же или разному протоколу или по разным топологиям, функция этого уровня заключается в маршрутизации пакетов от источника к месту назначения с использованием логической IP-адресации и маршрутизаторов для связи.
- IP-адресация: IP-адрес является логическим сетевым адресом и представляет собой 32-битное число, глобально уникальное для каждого сетевого хоста.В основном он состоит из двух частей: сетевого адреса и адреса хоста. Обычно он обозначается в десятичном формате с разделительными точками с четырьмя числами, разделенными точками. Например, десятичное представление IP-адреса с точками — 192.168.1.1, которое в двоичном виде будет 11000000.10101000.00000001.00000001, и его очень трудно запомнить. Таким образом, обычно используется первый. Эти восемь битовых секторов известны как октеты.
- Маршрутизаторы работают на этом уровне и используются для связи для межсетевых и внутрисетевых глобальных сетей (WAN).Маршрутизаторы, которые передают пакеты данных между сетями, не знают точного адреса назначения хоста назначения, для которого маршрутизируется пакет, скорее они знают только местоположение сети, к которой они принадлежат, и используют информацию, которая хранится в таблица маршрутизации для определения пути, по которому пакет должен быть доставлен в пункт назначения. После того, как пакет доставлен в сеть назначения, он затем доставляется на желаемый хост этой конкретной сети.
- Для выполнения вышеуказанной процедуры IP-адрес состоит из двух частей. Первая часть IP-адреса — это сетевой адрес, а последняя часть — адрес хоста.
- Пример: Для IP-адреса 192.168.1.1. Сетевой адрес будет 192.168.1.0, а адрес хоста — 0.0.0.1.
Маска подсети: Сетевой адрес и адрес хоста, определенные в IP-адресе, не только эффективны для определения того, что целевой хост относится к одной и той же подсети или удаленной сети.Маска подсети — это 32-битный логический адрес, который используется маршрутизаторами вместе с IP-адресом для определения местоположения целевого хоста для маршрутизации пакетных данных.
Пример комбинированного использования IP-адреса и маски подсети показан ниже:
Для приведенного выше примера, , используя маску подсети 255.255.255.0, мы узнаем, что идентификатор сети — 192.168.1.0, а адрес хоста — 0.0.0.64. Когда пакет приходит с адреса 192.168.1.0 и имеет адрес назначения 192.168.1.64, тогда ПК получит его из сети и перейдет на следующий уровень.
Таким образом, используя разделение на подсети, уровень 3 также будет обеспечивать взаимодействие между двумя разными подсетями.
IP-адресация — это услуга без установления соединения, поэтому уровень -3 предоставляет услугу без установления соединения. Пакеты данных отправляются по среде, не дожидаясь, пока получатель отправит подтверждение. Если пакеты данных большого размера принимаются с нижнего уровня для передачи, он разбивает их на маленькие пакеты и пересылает.
На принимающей стороне он снова собирает их до исходного размера, таким образом, экономя место в качестве средней нагрузки.
# 4) Уровень 4 — Транспортный уровень
Четвертый снизу уровень называется транспортным уровнем эталонной модели OSI.
(i) Этот уровень гарантирует сквозное безошибочное соединение между двумя разными хостами или устройствами сети. Это первый, который берет данные с верхнего уровня i.е. уровень приложения, а затем разбивает его на более мелкие пакеты, называемые сегментами, и распределяет его на сетевой уровень для дальнейшей доставки на хост назначения.
Это гарантирует, что данные, полученные на стороне хоста, будут в том же порядке, в котором они были переданы. Он обеспечивает непрерывную поставку сегментов данных как внутри, так и внутри подсетей. Для непрерывной связи по сетям все устройства оснащены точкой доступа к транспортной службе (TSAP), а также имеют номера портов.
Хост распознает свой равноправный хост в удаленной сети по номеру порта.
(ii) Два протокола транспортного уровня включают:
- Протокол управления передачей (TCP)
- Протокол дейтаграмм пользователя (UDP)
TCP — это надежный протокол, ориентированный на установление соединения. В этом протоколе сначала устанавливается соединение между двумя хостами удаленного конца, только затем данные передаются по сети для связи.Получатель всегда отправляет подтверждение данных, полученных или не полученных отправителем, после передачи первого пакета данных.
После получения подтверждения от получателя второй пакет данных отправляется по среде. Он также проверяет порядок, в котором данные должны быть получены, в противном случае данные передаются повторно. Этот уровень обеспечивает механизм исправления ошибок и управление потоком. Он также поддерживает модель клиент / сервер для связи.
UDP — ненадежный протокол без установления соединения.После передачи данных между двумя хостами хост-получатель не отправляет никаких подтверждений получения пакетов данных. Таким образом, отправитель будет продолжать отправлять данные, не дожидаясь подтверждения.
Это позволяет очень легко обрабатывать любые сетевые требования, поскольку не тратится время на ожидание подтверждения. Конечным хостом будет любая машина, например компьютер, телефон или планшет.
Этот тип протокола широко используется в потоковой передаче видео, онлайн-играх, видеозвонках, передаче голоса по IP, где, когда некоторые пакеты данных видео теряются, это не имеет большого значения, и его можно игнорировать, поскольку он не имеет большого значения. влияет на информацию, которую он несет, и не имеет большого значения.
(iii) Обнаружение и контроль ошибок : На этом уровне предусмотрена проверка ошибок по двум причинам:
Даже если при перемещении сегмента по каналу ошибки не возникают, ошибки могут возникать, когда сегмент сохраняется в памяти маршрутизатора (для организации очереди). Уровень канала передачи данных не может обнаружить ошибку в этом сценарии.
Нет никакой гарантии, что все ссылки между источником и местом назначения обеспечат проверку ошибок.Одна из ссылок может использовать протокол канального уровня, который не дает желаемых результатов.
Для проверки и контроля ошибок используются следующие методы: CRC (циклический контроль избыточности) и контрольная сумма.
CRC : Концепция CRC (Cyclic Redundancy Check) основана на двоичном разделении компонента данных, поскольку остаток (CRC) добавляется к компоненту данных и отправляется получателю. Получатель делит компонент данных на одинаковый делитель.
Если остаток приближается к нулю, то компоненту данных разрешается передать протокол, иначе предполагается, что блок данных был искажен при передаче, и пакет отбрасывается.
Генератор и средство проверки контрольной суммы : В этом методе отправитель использует механизм генератора контрольной суммы, в котором изначально компонент данных разбивается на равные сегменты по n бит. Затем все сегменты складываются с использованием дополнения до единицы.
Позже он снова дополняет, и теперь он превращается в контрольную сумму, а затем отправляется вместе с компонентом данных.
Пример: Если 16 бит должны быть отправлены получателю, а биты равны 10000010 00101011, то контрольная сумма, которая будет передана получателю, будет 10000010 00101011 01010000.
Получив блок данных, приемник делит его на n сегментов равного размера. Все сегменты добавляются с дополнением до единицы. Результат дополняется еще раз, и если результат равен нулю, данные принимаются, иначе отбрасываются.
Этот метод обнаружения и контроля ошибок позволяет получателю восстанавливать исходные данные всякий раз, когда они обнаруживаются поврежденными при передаче.
# 5) Уровень 5 — Сеансовый уровень
Этот уровень позволяет пользователям различных платформ устанавливать между собой активный сеанс связи.
Основная функция этого уровня — обеспечить синхронизацию диалога между двумя разными приложениями. Синхронизация необходима для эффективной доставки данных без потерь на стороне получателя.
Давайте разберемся в этом на примере.
Предположим, отправитель отправляет файл больших данных, содержащий более 2000 страниц.Этот слой добавит несколько контрольных точек при отправке файла с большими данными. После отправки небольшой последовательности из 40 страниц он обеспечивает последовательность и успешное подтверждение данных.
Если проверка прошла успешно, она будет повторяться до конца, в противном случае будет произведена повторная синхронизация и повторная передача.
Это поможет сохранить данные в безопасности, и весь хост данных никогда не потеряется полностью, если произойдет сбой. Кроме того, управление токенами не позволит двум сетям с большим объемом данных и одного типа передавать одновременно.
# 6) Уровень 6 — Уровень представления
Как следует из самого названия, уровень представления будет представлять данные своим конечным пользователям в той форме, в которой они могут быть легко поняты. Следовательно, этот уровень заботится о синтаксисе, поскольку режим связи, используемый отправителем и получателем, может быть различным.
Он играет роль переводчика, так что две системы используют одну и ту же платформу для общения и легко понимают друг друга.
Данные в форме символов и чисел разделяются на биты перед передачей уровнем.Он переводит данные для сетей в том виде, в котором они этого требуют, а для устройств, таких как телефоны, ПК и т. Д., В формат, в котором они этого требуют.
Уровень также выполняет шифрование данных на стороне отправителя и дешифрование данных на стороне получателя.
Он также выполняет сжатие мультимедийных данных перед передачей, так как длина мультимедийных данных очень велика и для их передачи через носитель потребуется большая полоса пропускания, эти данные сжимаются в небольшие пакеты, и на стороне получателя они будут распакованы. чтобы получить исходную длину данных в собственном формате.
# 7) Верхний уровень — Уровень приложения
Это самый верхний и седьмой уровень эталонной модели OSI. Этот уровень будет взаимодействовать с конечными пользователями и пользовательскими приложениями.
Этот уровень предоставляет прямой интерфейс и доступ пользователям в сети. На этом уровне пользователи могут напрямую получить доступ к сети. Несколько Примеры услуг, предоставляемых этим уровнем, включают электронную почту, совместное использование файлов данных, программное обеспечение на основе графического интерфейса пользователя FTP, такое как Netnumen, Filezilla (используется для обмена файлами), сетевые устройства telnet и т. Д.
На этом уровне присутствует расплывчатость, так как это не вся пользовательская информация, и программное обеспечение может быть размещено на этом уровне.
Например, , любое программное обеспечение для проектирования не может быть размещено непосредственно на этом уровне, в то время как, с другой стороны, когда мы получаем доступ к любому приложению через веб-браузер, оно может быть размещено на этом уровне, поскольку веб-браузер использует HTTP (передача гипертекста). протокол), который является протоколом прикладного уровня.
Таким образом, независимо от используемого программного обеспечения, на этом уровне рассматривается протокол, используемый программным обеспечением.
Программы тестирования программного обеспечения будут работать на этом уровне, поскольку уровень приложения предоставляет конечным пользователям интерфейс для тестирования сервисов и их использования. Протокол HTTP в основном используется для тестирования на этом уровне, но FTP, DNS, TELNET также могут использоваться в соответствии с требованиями системы и сети, в которой они работают.
Заключение
Из этого руководства мы узнали о функциях, ролях, взаимосвязи и взаимосвязи между каждым уровнем эталонной модели OSI.
Четыре нижних уровня (от физического до транспортного) используются для передачи данных между сетями, а три верхних уровня (сеанс, представление и приложение) предназначены для передачи данных между хостами.
PREV Tutorial | СЛЕДУЮЩИЙ Учебник
Семь уровней модели OSI
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) представляет собой модульную рамки для разработки стандартов, основанных на разделении сетевые операции на семь, наборы сетевых услуг.
В свое время большинство поставщиков согласились поддерживать OSI в одной форме или другой, но OSI был слишком расплывчатым, и проприетарные стандарты были слишком укоренившимися. За исключением OSI-совместимых X.400 и X.500 стандарты электронной почты и каталогов, которые все еще широко используются, что было когда-то считалось универсальным стандартом связи, теперь служит как обучающая модель для всех других протоколов.
Большая часть функциональных возможностей модели OSI существует во всех системы связи, хотя два или три уровня OSI могут быть включены в один.
Пример работы уровней OSI с использованием электронной почты, отправленной с компьютера слева.
Данные передаются от компьютера-отправителя вниз через все уровни на физический уровень, где данные помещаются в сеть кабель, а затем отправляется на физический уровень принимающего компьютера где процесс меняется на противоположный, и данные проходят через слои в прикладной уровень принимающего компьютера.
Электронное письмо от Джона: Встретимся у Карла 1:30 Иоанна | Электронное письмо, полученное от Джона: Встретимся у Карла 1:30 Иоанна | |
| | | |
| Определите отправителя и предполагаемого получателя; есть ли приложение электронной почты? | ПРИМЕНЕНИЕ слой 7 | Идентифицирован отправитель и предполагаемый получатель; нашел почтовое приложение. |
| Кодировать данные с помощью ключа кодирования X; используйте символы ASCII. | ПРЕЗЕНТАЦИЯ слой 6 | Данные, декодированные с помощью ключа декодирования X; используются символы ASCII. |
| Инициировать и завершать сеанс в соответствии с протоколом X. | СЕССИЯ слой 5 | Инициировал и завершил сеанс согласно протоколу X. |
| Убедитесь, что все данные отправлены без изменений. | ТРАНСПОРТ слой 4 | Убедитесь, что все данные поступили в целости. |
| Следите за количеством хмеля; открыть кратчайший путь Первый; Перейти на IP-адрес 255.65.0.123 | СЕТЬ уровень 3 | Следите за количеством прыжков; открыл кратчайший путь Первый; Перешел на IP-адрес 255.65.0.123 |
| Установлено ли первоначальное соединение? Поместите данные во фреймы в соответствии со стандартом X. | ССЫЛКА НА ДАННЫЕ уровень 2 | Установлено начальное соединение. Декодированные данные в кадре в соответствии со стандартом X. |
| Отправить электрический сигнал по сетевому кабелю при напряжении X и X Мбит / с. | ФИЗИЧЕСКИЕ слой 1 | Прием электрического сигнала по сетевому кабелю при напряжении X и X Мбит / с. |
Рассмотрим каждый из уровней OSI и его роль.
| ПРИМЕНЕНИЕ слой 7 | Предоставляет пользовательским приложениям доступ к сети. Этот уровень представляет сервисы, которые напрямую поддерживают пользователя. такие приложения, как программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базе данных и Электронная почта |
| ПРЕЗЕНТАЦИЯ слой 6 | Уровень представления, обычно являющийся частью операционной системы, преобразует входящие и исходящие данные из одного формата представления в другой.Услуги уровня представления включают шифрование данных и текст сжатие. |
| СЕССИЯ слой 5 | Открывает, управляет и закрывает разговоры между двумя компьютерами. Он выполняет распознавание имени и функции например, безопасность, необходимая для того, чтобы два приложения могли обмениваться данными сеть также обеспечивает обработку ошибок. |
| ТРАНСПОРТ слой 4 | Этот уровень обеспечивает прозрачную передачу данных между конечными системами, или хостов, и отвечает за сквозное устранение ошибок и поток контроль.Обеспечивает полную передачу данных. Упорядочивает пакеты данных и запрашивает повторную передачу отсутствующих пакеты. Он также переупаковывает сообщения для более эффективной передачи. по сети. |
| СЕТЬ уровень 3 | Учреждает, поддерживает и прекращает сетевые соединения. Маршрутизирует пакеты данных по сегментам сети. Преобразует логические адреса и имена в физические адреса. |
| ССЫЛКА НА ДАННЫЕ уровень 2 | Передает кадры данных с компьютера на компьютер по тому же сетевой сегмент. Обеспечивает надежность физического соединения установлен на уровне 1. Стандарты определяют, как распознаются кадры данных. и обеспечить необходимый контроль потока и обработку ошибок в кадре установленный. Уровень канала данных разделен на два подуровня: Управление доступом к среде (MAC). уровень и уровень управления логическим каналом (LLC).Подуровень MAC контролирует, как компьютер в сети получает доступ к данным и разрешение на его передачу. Уровень LLC управляет кадровой синхронизацией, контроль потока и проверка ошибок. |
| ФИЗИЧЕСКИЕ слой 1 | Физический уровень определяет все электрические и физические спецификации на устройства. Это включает в себя расположение контактов, напряжения, и спецификации кабеля. Концентраторы, повторители и сетевые адаптеры устройства физического уровня. Определяет кабели и соединения. Передает данные по физическому носителю. |
Некоторые распространенные сетевые устройства и протоколы, а также их реализация в модели OSI.
| СЛОЙ OSI | УСТРОЙСТВА | ПРОТОКОЛЫ |
| ПРИМЕНЕНИЕ слой 7 | SNMP, SMTP, FTP, TELNET, HTTP, NCP, SMB, AppleTalk | |
| ПРЕЗЕНТАЦИЯ слой 6 | NCP, AFP, TDI | |
| СЕССИЯ слой 5 | NetBIOS | |
| ТРАНСПОРТ слой 4 | NetBEUI, TCP, SPX, NWlink | |
| СЕТЬ уровень 3 | Маршрутизаторы, коммутаторы уровня 3 (или IP). Оставить комментарий
|