Tocmai a început să lucreze administrator de rețea? Nu vrei să te încurci? Articolul nostru vă va fi de folos. Ați auzit un administrator testat în timp vorbind despre probleme de rețea și menționând unele niveluri? Ați fost vreodată întrebat la serviciu ce straturi sunt sigure și funcționează dacă utilizați un firewall vechi? Pentru a înțelege elementele de bază ale securității informațiilor, trebuie să înțelegeți ierarhia modelului OSI. Să încercăm să vedem capabilitățile acestui model.

Un administrator de sistem care se respectă ar trebui să cunoască bine termenii rețelei

Tradus din engleză - model de referință de bază de interacțiune sisteme deschise. Mai precis, model de rețea Stiva de protocoale de rețea OSI/ISO. Introdus în 1984 ca un cadru conceptual care a separat procesul de trimitere a datelor către world wide webîn șapte pași simpli. Nu este cel mai popular, deoarece dezvoltarea specificației OSI a fost amânată. Stiva de protocol TCP/IP este mai avantajoasă și este considerat modelul principal utilizat. Cu toate acestea, aveți șanse uriașe să întâlniți modelul OSI ca administrator de sistem sau în domeniul IT.

Au fost create multe specificații și tehnologii pentru dispozitivele de rețea. Este ușor să fii confuz într-o asemenea diversitate. Este modelul de interacțiune a sistemelor deschise care ajută dispozitivele de rețea care folosesc diferite metode de comunicare să se înțeleagă între ele. Rețineți că OSI este cel mai util pentru software și hardware implicate în proiectarea produselor compatibile.

Întreabă, ce beneficii are asta pentru tine? Cunoașterea modelului pe mai multe niveluri vă va oferi posibilitatea de a comunica liber cu angajații companiilor IT, discutarea problemelor de rețea nu va mai fi o plictiseală apăsătoare; Și când înveți să înțelegi în ce etapă a avut loc eșecul, poți găsi cu ușurință motivele și poți reduce semnificativ aria muncii tale.

Nivelurile OSI

Modelul conține șapte pași simplificați:

• Fizic.
• Conductă.
• Reţea.
• Transport.
• Sesiune.
• Executiv.
• Aplicat.

De ce împărțirea în pași face viața mai ușoară? Fiecare nivel corespunde unei etape specifice de trimitere a unui mesaj de rețea. Toți pașii sunt secvențiali, ceea ce înseamnă că funcțiile sunt efectuate independent, nu este nevoie de informații despre munca de la nivelul anterior. Singurele componente necesare sunt modul în care sunt primite datele de la pasul anterior și modul în care informațiile sunt trimise la pasul următor.

Să trecem la o cunoaștere directă a nivelurilor.

Stratul fizic

Sarcina principală a primei etape este trimiterea de biți prin canalele de comunicare fizică. Canalele de comunicație fizică sunt dispozitive create pentru transmiterea și recepția semnalelor informaționale. De exemplu, fibră optică, cablu coaxial sau pereche torsadată. Livrarea se poate face și prin comunicare fără fir. Prima etapă este caracterizată de mediul de transmisie a datelor: protecție împotriva interferențelor, lățime de bandă, impedanță caracteristică. De asemenea, sunt stabilite calitățile semnalelor electrice finale (tip de codificare, niveluri de tensiune și viteza de transmisie a semnalului) și conectate la tipuri standard de conectori și sunt atribuite conexiuni de contact.

Funcțiile etapei fizice sunt îndeplinite pe absolut fiecare dispozitiv conectat la rețea. De exemplu, un adaptor de rețea implementează aceste funcții pe partea computerului. Este posibil să fi întâlnit deja protocoalele de prim pas: RS-232, DSL și 10Base-T, care definesc caracteristicile fizice ale canalului de comunicație.

Stratul de legătură de date

În a doua etapă, adresa abstractă a dispozitivului este asociată cu dispozitivul fizic, iar disponibilitatea mediului de transmisie este verificată. Biții sunt formați în seturi - cadre. Sarcina principală a stratului de legătură este identificarea și corectarea erorilor. Pentru transmisia corectă, secvențele de biți specializate sunt inserate înainte și după cadru și se adaugă o sumă de control calculată. Când cadrul ajunge la destinație, suma de control a datelor deja sosite este calculată din nou dacă se potrivește cu suma de control din cadrul, cadrul este considerat corect; În caz contrar, apare o eroare care poate fi corectată prin retransmiterea informațiilor.

Etapa canalului face posibilă transmiterea informațiilor datorită unei structuri speciale de conexiune. În special, autobuzele, podurile și comutatoarele funcționează prin protocoale de nivel de legătură. Specificațiile pasului doi includ: Ethernet, Token Ring și PPP. Funcțiile etapei de canal într-un computer sunt îndeplinite de adaptoarele de rețea și driverele pentru acestea.

Stratul de rețea

În situații standard, funcțiile etapei de canal nu sunt suficiente pentru transferul de informații de înaltă calitate. Specificațiile pasului al doilea pot transfera date numai între noduri cu aceeași topologie, de exemplu, un arbore. Este nevoie de o a treia etapă. Este necesar să se formeze un sistem de transport unificat cu o structură ramificată pentru mai multe rețele care au o structură arbitrară și diferă prin metoda de transfer de date.

Pentru a explica altfel, al treilea pas procesează protocolul Internet și îndeplinește funcția routerului: căutare cel mai bun mod pentru informare. Un router este un dispozitiv care colectează date despre structura conexiunilor la internet și transmite pachete către rețeaua de destinație (transferuri de tranzit - hop-uri). Dacă întâmpinați o eroare la adresa IP, atunci este o problemă care are originea la nivel de rețea. Protocoalele din etapa trei sunt împărțite în protocoale de rețea, de rutare sau de rezoluție de adrese: ICMP, IPSec, ARP și BGP.

Stratul de transport

Pentru ca datele să ajungă la aplicații și la straturile superioare ale stivei, este necesară o a patra etapă. Oferă gradul necesar de fiabilitate a transmiterii informațiilor. Există cinci clase de servicii de etapă de transport. Diferența lor constă în urgența, fezabilitatea restabilirii comunicării întrerupte și capacitatea de a detecta și corecta erorile de transmisie. De exemplu, pierderea pachetelor sau duplicarea.

Cum să alegi o clasă de servicii pentru etapa de transport? Când calitatea canalelor de comunicare este ridicată, un serviciu ușor este o alegere adecvată. Dacă canalele de comunicare nu funcționează în siguranță la început, este indicat să se recurgă la un serviciu dezvoltat care să ofere oportunități maxime de găsire și rezolvare a problemelor (controlul livrării datelor, timeout-uri de livrare). Specificații etapa 4: TCP și UDP ale stivei TCP/IP, SPX ale stivei Novell.

Combinația primelor patru niveluri se numește subsistem de transport. Oferă pe deplin nivelul de calitate selectat.

Stratul de sesiune

A cincea etapă ajută la reglarea dialogurilor. Este imposibil ca interlocutorii să se întrerupă sau să vorbească sincron. Stratul de sesiune își amintește partea activă la un anumit moment și sincronizează informațiile, coordonând și menținând conexiunile între dispozitive. Funcțiile sale vă permit să vă întoarceți la un punct de control în timpul unui transfer lung, fără a fi nevoie să începeți totul din nou. Tot în a cincea etapă, puteți întrerupe conexiunea atunci când schimbul de informații este finalizat. Specificații nivel de sesiune: NetBIOS.

Nivel executiv

A șasea etapă este implicată în transformarea datelor într-un format universal recunoscut fără modificarea conținutului. Deoarece diferite formate sunt utilizate în diferite dispozitive, informațiile procesate la nivel de reprezentare permit sistemelor să se înțeleagă între ele, depășind diferențele sintactice și de codificare. În plus, în a șasea etapă, devine posibilă criptarea și decriptarea datelor, ceea ce asigură secretul. Exemple de protocoale: ASCII și MIDI, SSL.

Stratul de aplicare

A șaptea etapă de pe lista noastră și prima dacă programul trimite date prin rețea. Constă din seturi de specificații prin care utilizatorul, paginile Web. De exemplu, atunci când trimiteți mesaje prin poștă, este selectat un protocol convenabil la nivelul aplicației. Compoziția specificațiilor etapei a șaptea este foarte diversă. De exemplu, SMTP și HTTP, FTP, TFTP sau SMB.

Poate ați auzit undeva despre al optulea nivel al modelului ISO. Oficial, nu există, dar în rândul lucrătorilor IT a apărut o a opta etapă comică. Totul se datorează faptului că problemele pot apărea din vina utilizatorului și, după cum știți, o persoană se află în vârful evoluției, așa că a apărut al optulea nivel.

Având în vedere modelul OSI, ați putut înțelege structura complexă a rețelei și acum înțelegeți esența muncii dvs. Lucrurile devin destul de simple atunci când descompuneți procesul!

Alexander Goryachev, Alexey Niskovsky

Pentru ca serverele de rețea și clienții să poată comunica, aceștia trebuie să funcționeze folosind același protocol de schimb de informații, adică trebuie să „vorbească” aceeași limbă. Protocolul definește un set de reguli pentru organizarea schimbului de informații la toate nivelurile de interacțiune a obiectelor din rețea.

Există un model de referință pentru interacțiunea sistemelor deschise ( Sistem deschis Model de referință de interconectare, adesea numit model OSI. Acest model a fost dezvoltat de Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO). Modelul OSI descrie schema de interacțiune a obiectelor de rețea, definește o listă de sarcini și reguli pentru transferul de date. Include șapte niveluri: fizic (Fizic - 1), canal (Data-Link - 2), rețea (Rețea - 3), transport (Transport - 4), sesiune (Sesiunea - 5), prezentarea datelor (Prezentare - 6) și aplicat (Cerere - 7). Se crede că două computere pot comunica între ele la un anumit nivel al modelului OSI dacă acestea software, care implementează funcțiile de rețea ale acestui strat, interpretează aceleași date în același mod. În acest caz, comunicarea directă se stabilește între două computere, numită „punct la punct”.

Implementările modelului OSI prin protocoale se numesc stive de protocoale. Este imposibil să implementezi toate funcțiile modelului OSI în cadrul unui protocol specific. De obicei, sarcinile la un anumit nivel sunt implementate prin unul sau mai multe protocoale. Un computer trebuie să ruleze protocoale din aceeași stivă. În acest caz, computerul poate folosi simultan mai multe stive de protocoale.

Să luăm în considerare sarcinile rezolvate la fiecare nivel al modelului OSI.

Stratul fizic

La acest nivel al modelului OSI sunt definite următoarele caracteristici ale componentelor rețelei: tipuri de conexiuni media de transmisie a datelor, topologii fizice ale rețelei, metode de transmitere a datelor (digitale sau codificare analogică semnale), tipuri de sincronizare a datelor transmise, separarea canalelor de comunicație folosind multiplexarea în frecvență și timp.

Implementările protocoalelor de nivel fizic OSI coordonează regulile de transmitere a biților.

Stratul fizic nu include o descriere a mediului de transmisie. Cu toate acestea, implementările protocoalelor de nivel fizic sunt specifice unui anumit mediu de transmisie. Stratul fizic este de obicei asociat cu conectarea următoarelor echipamente de rețea:

• concentratoare, hub-uri și repetoare care regenerează semnalele electrice;
• Conectori pentru medii de transmisie care asigură o interfaţă mecanică pentru conectarea dispozitivului la mediul de transmisie;
• modemuri și diverse dispozitive de conversie care efectuează conversii digitale și analogice.

Acest strat al modelului definește topologiile fizice din rețeaua întreprinderii, care sunt construite folosind un set de bază de topologii standard.

Prima din setul de bază este topologia magistralei. În acest caz, toate dispozitivele de rețea și computerele sunt conectate la o magistrală comună de transmisie a datelor, care este cel mai adesea formată folosind un cablu coaxial. Cablul care formează magistrala comună se numește coloana vertebrală. De la fiecare dispozitiv conectat la magistrală, semnalul este transmis în ambele sensuri. Pentru a elimina semnalul din cablu, la capetele magistralei trebuie utilizate întrerupătoare speciale (terminator). Deteriorările mecanice ale autostrăzii afectează funcționarea tuturor dispozitivelor conectate la aceasta.

Topologia inel implică conectarea tuturor dispozitivelor de rețea și computerelor într-un inel fizic. În această topologie, informațiile sunt întotdeauna transmise de-a lungul inelului într-o singură direcție - de la stație la stație. Fiecare dispozitiv de rețea trebuie să aibă un receptor de informații pe cablul de intrare și un transmițător pe cablul de ieșire.

Deteriorarea mecanică a mediului de transmitere a informațiilor într-un singur inel va afecta funcționarea tuturor dispozitivelor, cu toate acestea, rețelele construite folosind un inel dublu, de regulă, au o marjă de toleranță la erori și funcții de auto-vindecare.

În rețelele construite pe un inel dublu, aceeași informație este transmisă de-a lungul inelului în ambele direcții. Dacă cablul este deteriorat, inelul va continua să funcționeze ca un singur inel la lungime dublă (funcțiile de auto-vindecare sunt determinate de hardware-ul utilizat). Următoarea topologie este topologia stea, sau stea. Acesta prevede prezența unui dispozitiv central la care alte dispozitive de rețea și computere sunt conectate prin grinzi (cabluri separate). Rețelele construite pe o topologie în stea au un singur punct de defecțiune. Acest punct este dispozitivul central. Dacă dispozitivul central eșuează, toți ceilalți participanți la rețea nu vor putea face schimb de informații între ei, deoarece toate schimburile au fost efectuate numai prin intermediul dispozitivului central. În funcție de tipul dispozitivului central, semnalul primit de la o intrare poate fi transmis (cu sau fără amplificare) către toate ieșirile sau către o anumită ieșire la care este conectat dispozitivul de recepție.

O topologie complet conectată (mesh) are o toleranță ridicată la erori. Când sunt construite rețele cu o topologie similară, fiecare dintre dispozitivele sau computerele din rețea este conectat la fiecare altă componentă a rețelei. Această topologie are redundanță, ceea ce o face să pară nepractică. Într-adevăr, în rețelele mici această topologie este rar folosită, dar în mari

rețele corporative

o topologie complet conectată poate fi utilizată pentru a conecta cele mai importante noduri.

Acest nivel determină topologia logică a rețelei, regulile de obținere a accesului la mediul de transmisie a datelor, rezolvă problemele legate de adresarea dispozitivelor fizice din cadrul rețelei logice și gestionarea transferului de informații (serviciu de sincronizare a transmisiei și conectare) între dispozitivele din rețea.

Protocoalele stratului de legătură sunt definite de:

• reguli de organizare a biților de strat fizic (binari și zerouri) în grupuri logice de informații numite cadre. Un cadru este o unitate de date din stratul de legătură constând dintr-o secvență adiacentă de biți grupați, având un antet și o coadă;
• reguli pentru detectarea (și uneori corectarea) erorilor de transmisie;
• reguli de control al fluxului (pentru dispozitivele care funcționează la acest nivel al modelului OSI, de exemplu, poduri);
• reguli de identificare a calculatoarelor dintr-o rețea după adresele lor fizice.

La fel ca majoritatea celorlalte straturi, stratul de legătură de date adaugă propriile informații de control la începutul pachetului de date. Aceste informații pot include adresa sursă și adresa de destinație (fizică sau hardware), informații despre lungimea cadrului și o indicație a protocoalelor active de nivel superior.

Următoarele dispozitive de conectare la rețea sunt de obicei asociate cu stratul de legătură de date:

• poduri;
• hub-uri inteligente;
• întrerupătoare;
• plăci de interfață de rețea (plăci de interfață de rețea, adaptoare etc.).

Funcțiile stratului de legătură sunt împărțite în două subnivele (Tabelul 1):

• control acces media (MAC);
• controlul legăturii logice (Logical Link Control, LLC).

Substratul MAC definește astfel de elemente ale stratului de legătură ca topologia rețelei logică, metoda de acces la mediul de transmitere a informațiilor și regulile de adresare fizică între obiectele de rețea.

Abrevierea MAC este folosită și la determinarea adresei fizice a unui dispozitiv de rețea: adresa fizică a unui dispozitiv (care este determinată în cadrul dispozitivului de rețea sau al plăcii de rețea în etapa de fabricație) este adesea numită adresa MAC a dispozitivului respectiv. Pentru un număr mare de dispozitive de rețea, în special plăci de rețea, este posibilă modificarea programatică a adresei MAC. Trebuie amintit că stratul de legătură de date al modelului OSI impune restricții privind utilizarea adreselor MAC: într-o rețea fizică (un segment al unei rețele mai mari) nu pot exista două sau mai multe dispozitive care utilizează aceleași adrese MAC. Pentru a determina adresa fizică a unui obiect de rețea, poate fi utilizat conceptul de „adresă de nod”. Adresa gazdei coincide cel mai adesea cu adresa MAC sau este determinată logic în timpul reatribuirii adresei software.

Substratul LLC definește regulile pentru sincronizarea conexiunilor de transmisie și servicii. Acest substrat al stratului de legătură de date interacționează îndeaproape cu stratul de rețea al modelului OSI și este responsabil pentru fiabilitatea conexiunilor fizice (folosind adrese MAC). Topologia logică a unei rețele determină metoda și regulile (secvența) transferului de date între computerele din rețea. Obiectele de rețea transmit date în funcție de topologia logică a rețelei. Topologia fizică definește calea fizică a datelor; totuși, în unele cazuri, topologia fizică nu reflectă modul în care funcționează rețeaua. Calea reală a datelor este determinată de topologia logică.

Un alt exemplu al diferențelor dintre topologiile fizice și cele logice este rețeaua Ethernet. Rețeaua fizică poate fi construită folosind cabluri de cupru și un hub central. Se formează o rețea fizică, realizată conform topologiei în stea. Cu toate acestea Tehnologia Ethernet prevede transferul de informații de la un computer la toate celelalte din rețea. Hub-ul trebuie să transmită semnalul primit de la unul dintre porturile sale către toate celelalte porturi. S-a format o rețea logică cu o topologie magistrală.

Pentru a determina topologia logică a unei rețele, trebuie să înțelegeți cum sunt recepționate semnalele în ea:

• în topologiile de magistrală logică, fiecare semnal este recepționat de toate dispozitivele;
• în logică topologii inelare fiecare dispozitiv primește doar acele semnale care i-au fost trimise în mod specific.

De asemenea, este important să știm cum accesează dispozitivele din rețea mediul de transmitere a informațiilor.

Acces media

Topologiile logice folosesc reguli speciale care controlează permisiunea de a transmite informații către alte obiecte din rețea. Procesul de control controlează accesul la mediul de comunicare. Luați în considerare o rețea în care toate dispozitivele au voie să funcționeze fără reguli pentru obținerea accesului la mediul de transmisie.

Toate dispozitivele dintr-o astfel de rețea transmit informații de îndată ce datele sunt gata; aceste transmisii se pot suprapune uneori în timp. Ca urmare a suprapunerii, semnalele sunt distorsionate și datele transmise se pierd. Această situație se numește coliziune. Coliziunile nu permit organizarea unui transfer fiabil și eficient de informații între obiectele din rețea.

Coliziunile în rețea se extind la segmentele fizice ale rețelei la care sunt conectate obiectele din rețea. Astfel de conexiuni formează un singur spațiu de coliziune, în care impactul coliziunilor se extinde asupra tuturor. Pentru a reduce dimensiunea spațiilor de coliziune prin segmentarea rețelei fizice, puteți utiliza poduri și alte dispozitive de rețea care au capabilități de filtrare a traficului la nivelul legăturii de date.

O rețea nu poate funcționa corect până când toate entitățile din rețea nu sunt capabile să monitorizeze, să gestioneze sau să atenueze coliziunile. În rețele, este necesară o anumită metodă pentru a reduce numărul de coliziuni și interferența (suprapunerea) semnalelor simultane. Sunt acces media, care descrie regulile prin care permisiunea de a transmite informații este controlată pentru dispozitivele din rețea: disputa, transmiterea de token și sondaj.

Înainte de a alege un protocol care implementează una dintre aceste metode de acces media, ar trebui să acordați o atenție deosebită următorilor factori:

• natura transmisiei - continuă sau pulsată;
• numărul de transferuri de date;
• necesitatea transmiterii datelor la intervale de timp strict definite;
• numărul de dispozitive active în rețea.

Fiecare dintre acești factori, combinați cu avantajele și dezavantajele sale, va ajuta la determinarea metodei de acces media este cea mai potrivită.

Concurenţă. Sistemele bazate pe conflicte presupun că accesul la mediul de transmisie este implementat pe principiul primul venit, primul servit. Cu alte cuvinte, fiecare dispozitiv de rețea concurează pentru controlul mediului de transmisie. Sistemele bazate pe conflicte sunt proiectate astfel încât toate dispozitivele din rețea să poată transmite date numai după cum este necesar. Această practică duce în cele din urmă la pierderea parțială sau completă a datelor, deoarece ciocnirile apar de fapt. Pe măsură ce fiecare dispozitiv nou este adăugat în rețea, numărul de coliziuni poate crește exponențial.

O creștere a numărului de coliziuni reduce performanța rețelei, iar în cazul saturării complete a mediului de transmitere a informațiilor, reduce performanța rețelei la zero.

Pentru a reduce numărul de coliziuni, au fost dezvoltate protocoale speciale care implementează funcția de a asculta mediul de transmitere a informațiilor înainte ca stația să înceapă să transmită date. Dacă un post de ascultare detectează un semnal transmis (de la un alt post), se va abține de la transmiterea informațiilor și va încerca din nou mai târziu. Aceste protocoale sunt numite protocoale Carrier Sense Multiple Access (CSMA).

• Protocoalele CSMA reduc semnificativ numărul de coliziuni, dar nu le elimină complet. Ciocnirile apar, totuși, atunci când două stații interogează cablul, nu găsesc semnale, decid că mediul este clar și apoi încep simultan să transmită date.
• Acces multiplu/Evitare a coliziunilor de la Carrier Sense (CSMA/CA).

protocoale CSMA/CD. Protocoalele CSMA/CD nu numai că ascultă cablul înainte de transmisie, dar detectează și coliziunile și inițiază retransmisiile. Când este detectată o coliziune, stațiile care transmit date inițializează cronometre interne speciale cu valori aleatorii. Temporizatoarele încep numărătoarea inversă, iar când este atins zero, stațiile trebuie să încerce să retransmite date. Deoarece cronometrele au fost inițializate cu valori aleatorii, una dintre stații va încerca să repete transmisia de date înaintea celeilalte. În consecință, a doua stație va stabili că mediul de transmisie a datelor este deja ocupat și va aștepta ca acesta să devină liber.

Exemple de protocoale CSMA/CD sunt Ethernet versiunea 2 (Ethernet II, dezvoltat de DEC) și IEEE802.3.

protocoale CSMA/CA. CSMA/CA folosește scheme cum ar fi accesul în timp sau trimiterea unei cereri pentru a obține acces la mediu. Când utilizați time slicing, fiecare stație poate transmite informații numai la momente strict definite pentru această stație. În acest caz, în rețea trebuie implementat un mecanism de gestionare a intervalelor de timp. Fiecare stație nouă conectată la rețea notifică apariția sa, inițiind astfel procesul de redistribuire a intervalelor de timp pentru transmiterea informațiilor. În cazul utilizării controlului accesului centralizat la mediul de transmisie, fiecare stație generează o cerere specială de transmisie, care este adresată stației de control. Stația centrală reglează accesul la mediul de transmisie pentru toate obiectele din rețea.

Un exemplu de CSMA/CA este protocolul LocalTalk de la Apple Computer.

Sistemele bazate pe curse sunt cele mai potrivite pentru utilizare cu trafic intens (transmisie fișiere mari) în rețele cu un număr relativ mic de utilizatori.

Sisteme cu transfer de jetoane.În sistemele de trecere a simbolurilor, un cadru mic (token) este trecut într-o anumită ordine de la un dispozitiv la altul. Un jeton este un mesaj special care transferă controlul temporar asupra mediului de transmisie către dispozitivul care deține jetonul. Transmiterea simbolului distribuie controlul accesului între dispozitivele din rețea.

Fiecare dispozitiv știe de la ce dispozitiv primește jetonul și la ce dispozitiv ar trebui să-l transmită. De obicei, aceste dispozitive sunt cei mai apropiați vecini ai proprietarului token-ului.

Fiecare dispozitiv câștigă periodic controlul asupra jetonului, își realizează acțiunile (transmite informații) și apoi transmite jetonul următorului dispozitiv pentru utilizare.

Protocoalele limitează timpul în care fiecare dispozitiv poate controla jetonul.

Există mai multe protocoale de transmitere a simbolurilor. Două standarde de rețea care utilizează transmiterea de simboluri sunt IEEE 802.4 Token Bus și IEEE 802.5 Token Ring. O rețea Token Bus folosește controlul accesului prin trecere de simboluri și o topologie de magistrală fizică sau logică, în timp ce o rețea Token Ring utilizează controlul accesului prin trecere a simbolurilor și o topologie inel fizică sau logică. Rețelele de transmitere a jetoanelor ar trebui să fie utilizate atunci când există un trafic prioritar sensibil la timp, cum ar fi date digitale audio sau video, sau când există un număr foarte mare de utilizatori. Studiu.

Sondajul este o metodă de acces care alocă un dispozitiv (numit controler, dispozitiv primar sau „master”) pentru a acționa ca un arbitru de acces la mediu. Acest dispozitiv interogează toate celelalte dispozitive (secundar) într-o ordine predefinită pentru a vedea dacă au informații de transmis. Pentru a primi date de la un dispozitiv secundar, dispozitivul principal îi trimite o solicitare, apoi primește datele de la dispozitivul secundar și le transmite către dispozitivul de primire. Dispozitivul principal interogează apoi un alt dispozitiv secundar, primește date de la acesta și așa mai departe.

• Limitele protocolului
• cantitatea de date
• Serviciu de confirmare fără conexiune - folosește chitanțele pentru a controla fluxul și a controla erorile în timpul transferurilor între două noduri de rețea.

Substratul LLC al stratului de legătură oferă posibilitatea de a utiliza simultan mai multe protocoale de rețea (din stive de protocoale diferite) atunci când se operează printr-o singură interfață de rețea. Cu alte cuvinte, dacă în computer este instalată o singură placă de rețea, dar este necesar să se lucreze cu diverse servicii de rețea de la diferiți producători, atunci software-ul de rețea client la subnivelul LLC oferă posibilitatea unei astfel de lucrări.

Stratul de rețea

Nivelul de rețea determină regulile pentru livrarea datelor între rețelele logice, formarea adreselor logice ale dispozitivelor de rețea, definirea, selectarea și întreținerea informațiilor de rutare și funcționarea gateway-urilor.

Scopul principal al stratului de rețea este de a rezolva problema deplasării (livrării) datelor către punctele specificate din rețea. Livrarea de date la nivelul de rețea este în general similară cu livrarea de date la nivelul de legătură de date al modelului OSI, unde adresarea dispozitivului fizic este utilizată pentru a transfera date. Cu toate acestea, adresarea la nivelul legăturii de date se aplică doar unei rețele logice și este valabilă numai în cadrul acelei rețele. Stratul de rețea descrie metodele și mijloacele de transmitere a informațiilor între multe rețele logice independente (și adesea eterogene) care, atunci când sunt conectate împreună, formează una retea mare

. O astfel de rețea se numește internetwork, iar procesele de transfer de informații între rețele se numesc internetworking.

Folosind adresarea fizică la nivelul de legătură de date, datele sunt livrate către toate dispozitivele din aceeași rețea logică. Fiecare dispozitiv de rețea, fiecare computer determină scopul datelor primite. Dacă datele sunt destinate computerului, atunci le prelucrează, dar dacă nu, le ignoră.

Spre deosebire de stratul de legătură de date, stratul de rețea poate selecta o rută specifică în interconectare și poate evita trimiterea de date către rețele logice cărora datele nu sunt adresate. Stratul de rețea face acest lucru prin comutare, adresarea stratului de rețea și algoritmi de rutare. Stratul de rețea este, de asemenea, responsabil pentru asigurarea rutelor corecte pentru date prin intermediul internetwork-ului format din rețele eterogene.

• toate rețelele separate logic trebuie să aibă adrese de rețea unice;
• comutarea definește modul în care se realizează conexiunile prin internetwork;
• abilitatea de a implementa rutarea, astfel încât computerele și routerele să determine cea mai bună cale pentru ca datele să treacă prin internetwork;
• rețeaua va efectua diferite niveluri de serviciu de conectare în funcție de numărul de erori așteptate în cadrul rețelei interconectate.

Routerele și unele comutatoare funcționează la acest nivel al modelului OSI.

Stratul de rețea determină regulile pentru formarea adreselor de rețea logice ale obiectelor de rețea. În cadrul unei rețele mari interconectate, fiecare obiect de rețea trebuie să aibă o adresă logică unică. Două componente sunt implicate în formarea unei adrese logice: adresa logică de rețea, care este comună tuturor obiectelor de rețea, și adresa logică a obiectului de rețea, care este unică pentru acest obiect. Când se formează adresa logică a unui obiect de rețea, poate fi utilizată fie adresa fizică a obiectului, fie poate fi determinată o adresă logică arbitrară.

Utilizarea adresei logice vă permite să organizați transferul de date între diferite rețele logice. Fiecare obiect de rețea, fiecare computer poate efectua multe funcții de rețea

concomitent, asigurând funcţionarea diverselor servicii. Pentru a accesa servicii, se folosește un identificator de serviciu special, numit port sau soclu. La accesarea unui serviciu, identificatorul serviciului urmează imediat după adresa logică a computerului care furnizează serviciul.

Multe rețele rezervă grupuri de adrese logice și identificatori de servicii în scopul efectuării unor acțiuni specifice, predefinite și binecunoscute. De exemplu, dacă este necesar să se trimită date către toate obiectele din rețea, trimiterea se va face la o adresă specială de difuzare.

Stratul de rețea definește regulile de transfer de date între două obiecte de rețea. Această transmisie se poate face folosind comutare sau rutare.

Există trei metode de comutare pentru transmisia de date: comutare de circuit, comutare de mesaje și comutare de pachete. lățime de bandă, încărcarea echipamentului de comutare sau ocuparea destinatarului.

Comutarea mesajelor vă permite să transmiteți un mesaj întreg (nu împărțit în părți) folosind principiul „stocare-and-forward”.

Fiecare dispozitiv intermediar primește un mesaj, îl stochează local, iar atunci când canalul de comunicare prin care trebuie trimis mesajul este liber, îl trimite. Această metodă este potrivită pentru transmiterea mesajelor de e-mail și organizarea managementului electronic al documentelor.

Comutarea de pachete combină avantajele celor două metode anterioare. Fiecare mesaj mare este împărțit în pachete mici, fiecare dintre acestea fiind trimis secvenţial destinatarului. Pe măsură ce fiecare pachet trece prin internetwork, se determină cea mai bună cale în acel moment. Se pare că părți dintr-un mesaj pot ajunge la destinatar în momente diferite și numai după ce toate părțile sunt colectate împreună, destinatarul va putea lucra cu datele primite.

De fiecare dată când determinați următoarea cale pentru date, trebuie să alegeți cea mai bună rută. Sarcina de a determina cea mai bună cale se numește rutare. Această sarcină este efectuată de routere. Sarcina routerelor este de a determina posibile căi de transmisie a datelor, de a menține informațiile de rutare și de a selecta cele mai bune rute. Rutarea se poate face static sau dinamic. Când se specifică rutarea statică, toate relațiile dintre rețelele logice trebuie să fie specificate și să rămână neschimbate. Rutarea dinamică presupune că routerul însuși poate determina noi căi sau poate modifica informații despre cele vechi.

Serviciul de conectare la nivelul de rețea funcționează atunci când serviciul de conectare al substratului LLC al stratului de legătură de date al modelului OSI nu este utilizat.

Când construiți o rețea integrată, trebuie să conectați rețele logice construite folosind diverse tehnologiiși oferind o varietate de servicii. Pentru ca o rețea să funcționeze, rețelele logice trebuie să fie capabile să interpreteze corect datele și să controleze informațiile. Această sarcină este rezolvată folosind un gateway, care este un dispozitiv sau programul de aplicare

, care traduce și interpretează regulile unei rețele logice în regulile alteia. În general, gateway-urile pot fi implementate la orice nivel al modelului OSI, dar cel mai adesea sunt implementate la nivelurile superioare ale modelului.

Stratul de transport

Stratul de transport vă permite să ascundeți structura fizică și logică a rețelei de aplicațiile de la straturile superioare ale modelului OSI. Aplicațiile funcționează numai cu funcții de serviciu care sunt destul de universale și nu depind de topologiile fizice și logice ale rețelei. Caracteristicile rețelelor logice și fizice sunt implementate la straturile anterioare, unde stratul de transport transmite date.

Stratul de transport compensează adesea lipsa unui serviciu de conexiune fiabil sau orientat spre conexiune în straturile inferioare. Termenul „de încredere” nu înseamnă că toate datele vor fi livrate în toate cazurile. Cu toate acestea, implementările de încredere ale protocoalelor stratului de transport pot, de obicei, să recunoască sau să respingă livrarea datelor. Dacă datele nu sunt livrate corect către dispozitivul de recepție, stratul de transport poate retransmite sau informa straturile superioare că livrarea nu a fost posibilă. Nivelurile superioare pot lua apoi măsurile corective necesare sau pot oferi utilizatorului posibilitatea de a alege. Multe protocoale din rețelele de calculatoare oferă utilizatorilor posibilitatea de a lucra cu acestea nume simple

• în limbaj natural în loc de adrese alfanumerice complexe și greu de reținut. Rezoluția adresei/numelor este o funcție de identificare sau mapare a numelor și adreselor alfanumerice între ele. Această funcție poate fi îndeplinită de fiecare entitate din rețea sau de furnizori speciali de servicii denumiți servere de directoare, servere de nume etc. Următoarele definiții clasifică metodele de rezoluție a adreselor/numelor:
• inițierea serviciului de către consumator;

În primul caz, un utilizator de rețea accesează un serviciu după numele său logic, fără a cunoaște locația exactă a serviciului. Utilizatorul nu știe dacă acest serviciu este disponibil în prezent. La contact, numele logic este asociat cu numele fizic, iar stația de lucru a utilizatorului inițiază un apel direct către serviciu. În al doilea caz, fiecare serviciu notifică periodic toți clienții rețelei despre sine. Fiecare client știe în orice moment dacă serviciul este disponibil și știe cum să contacteze direct serviciul.

Metode de adresare

Adresele de servicii identifică procesele software specifice care rulează pe dispozitivele din rețea. Pe lângă aceste adrese, furnizorii de servicii monitorizează diverse conversații pe care le au cu dispozitivele care solicită servicii. Două diverse metode

• Dialogul folosește următoarele adrese:
• ID conexiune;

ID tranzacție.

Un identificator de conexiune, numit și ID de conexiune, port sau soclu, identifică fiecare conversație. Folosind un ID de conexiune, un furnizor de conexiune poate comunica cu mai mult de un client. Furnizorul de servicii se referă la fiecare entitate de comutare prin numărul său și se bazează pe stratul de transport pentru a coordona alte adrese de nivel inferior.

ID-ul conexiunii este asociat cu o anumită conversație.

ID-urile tranzacției sunt similare cu ID-urile conexiunii, dar funcționează în unități mai mici decât o conversație. O tranzacție este formată dintr-o cerere și un răspuns.

Furnizorii de servicii și consumatorii urmăresc plecarea și sosirea fiecărei tranzacții, nu întreaga conversație. Stratul de sesiune Stratul de sesiune facilitează comunicarea între dispozitivele care solicită și furnizează servicii. Sesiunile de comunicare sunt controlate prin mecanisme care stabilesc, mențin, sincronizează și gestionează dialogul dintre entitățile care comunică. Acest strat ajută, de asemenea, straturile superioare să identifice și să se conecteze la serviciile de rețea disponibile.

Stratul de sesiune inițiază, de asemenea, conversații între dispozitivele furnizorilor de servicii și dispozitivele consumatorilor. În îndeplinirea acestei funcții, stratul de sesiune reprezintă adesea, sau identifică, fiecare obiect și coordonează drepturile de acces la acesta.

Stratul de sesiune implementează gestionarea dialogului folosind una dintre cele trei metode de comunicare - simplex, half duplex și full duplex.

Comunicarea simplex presupune doar transmiterea unidirecțională a informațiilor de la sursă la receptor. Această metodă de comunicare nu oferă niciun feedback (de la receptor la sursă). Half-duplex permite utilizarea unui singur mediu de transmisie a datelor pentru transferuri bidirecționale de informații, cu toate acestea, informațiile pot fi transmise doar într-o direcție la un moment dat. Full duplex asigură transmiterea simultană a informațiilor în ambele direcții pe mediul de transmisie a datelor.

Administrarea unei sesiuni de comunicare între două obiecte de rețea, constând în stabilirea conexiunii, transferul de date, terminarea conexiunii, se realizează și la acest nivel al modelului OSI. După ce se stabilește o sesiune, software-ul care implementează funcțiile acestui nivel poate verifica funcționalitatea (menține) conexiunii până la terminarea acesteia.

Stratul de prezentare a datelor

Sarcina principală a stratului de prezentare a datelor este de a transforma datele în formate reciproc consistente (sintaxă de schimb) care să fie înțelese de toate aplicațiile de rețea și computerele pe care rulează aplicațiile. La acest nivel sunt rezolvate și sarcinile de comprimare și decompresie a datelor și de criptare a acestora.

Conversia se referă la modificarea ordinii de biți a octeților, ordinea octeților a cuvintelor, codurile de caractere și sintaxa numelui fișierului.

Necesitatea de a schimba ordinea biților și octeților se datorează prezenței unui număr mare de procesoare, computere, complexe și sisteme diferite. Procesoarele de la diferiți producători pot interpreta în mod diferit biții zero și al șaptelea dintr-un octet (fie bitul zero este cel mai semnificativ, fie al șaptelea bit). În mod similar, octeții care alcătuiesc unități mari de informații - cuvinte - sunt interpretați diferit.

Pentru ca utilizatorii diferitelor sisteme de operare să primească informații sub formă de fișiere de la nume corecteși conținut, acest nivel asigură conversia corectă a sintaxei fișierului. Diferite sisteme de operare funcționează diferit cu sistemele lor de fișiere și implementează diferite moduri de formare a numelor de fișiere. Informațiile din fișiere sunt, de asemenea, stocate într-o codificare specifică a caracterelor. Când două obiecte de rețea interacționează, este important ca fiecare dintre ele să poată interpreta informațiile fișierului în mod diferit, dar sensul informațiilor nu ar trebui să se schimbe.

Stratul de prezentare a datelor transformă datele într-un format reciproc consistent (sintaxă de schimb) care este înțeles de toate aplicațiile din rețea și de computerele pe care rulează aplicațiile. De asemenea, poate comprima și extinde, precum și cripta și decripta datele.

Calculatoarele folosesc reguli diferite pentru reprezentarea datelor folosind numere binare și zerouri. Deși toate aceste reguli încearcă să atingă obiectivul comun de a prezenta date care pot fi citite de om, producătorii de computere și organizațiile de standardizare au creat reguli care se contrazic reciproc.

Atunci când două computere care folosesc seturi diferite de reguli încearcă să comunice între ele, adesea trebuie să efectueze unele transformări.

Sistemele de operare locale și de rețea criptează adesea datele pentru a le proteja împotriva utilizării neautorizate.

Metodele de criptare a cheilor secrete folosesc o singură cheie. Entitățile din rețea care dețin cheia pot cripta și decripta fiecare mesaj. Prin urmare, cheia trebuie ținută secretă. Cheia poate fi încorporată în cipurile hardware sau instalată de administratorul de rețea. De fiecare dată când cheia se schimbă, toate dispozitivele trebuie modificate (este indicat să nu folosiți rețeaua pentru a transmite valoarea noii chei).

Obiectele de rețea care utilizează metode de criptare cu cheie publică sunt furnizate cu o cheie secretă și o valoare cunoscută. Un obiect creează o cheie publică prin manipularea unei valori cunoscute printr-o cheie privată. Entitatea care inițiază comunicarea își trimite cheia publică către receptor. Cealaltă entitate combină apoi matematic propria sa cheie privată cu cheia publică care i-a fost dată pentru a seta o valoare de criptare reciproc acceptabilă.

Deținerea numai a cheii publice este de puțin folos utilizatorilor neautorizați. Complexitatea cheii de criptare rezultată este suficient de mare pentru a putea fi calculată într-un timp rezonabil. Chiar și știind propria ta cheie secretă și a altcuiva cheie publică

nu va fi de mare ajutor în determinarea unei chei secrete diferite - datorită complexității calculelor logaritmice pentru numere mari.

Stratul de aplicare

Stratul de aplicație conține toate elementele și funcțiile specifice fiecărui tip de serviciu de rețea. Cele șase straturi inferioare combină sarcinile și tehnologiile care oferă suport general pentru un serviciu de rețea, în timp ce stratul de aplicație oferă protocoalele necesare pentru a îndeplini funcții specifice serviciului de rețea.

La efectuarea unei reclame la serviciul Activ, fiecare server trimite periodic mesaje (inclusiv adresele de servicii) care anunță disponibilitatea acestuia.

Clienții pot, de asemenea, să interogheze dispozitivele de rețea pentru un anumit tip de serviciu.

Clienții de rețea colectează reprezentări făcute de servere și formează tabele cu serviciile disponibile în prezent. Majoritatea rețelelor care utilizează metoda de reprezentare activă definesc, de asemenea, o perioadă de valabilitate specifică pentru reprezentările serviciului. De exemplu, dacă un protocol de rețea specifică că reprezentările de serviciu trebuie trimise la fiecare cinci minute, atunci clienții vor expira acele reprezentări de servicii care nu au fost trimise în ultimele cinci minute. Când expiră timpul de expirare, clientul elimină serviciul din tabelele sale. Serverele realizează reclame pasive pentru servicii prin înregistrarea serviciului și a adresei lor în director. Atunci când clienții doresc să determine tipurile de servicii disponibile, pur și simplu interogează directorul pentru locația serviciului dorit și adresa acestuia.Înainte de a putea fi utilizat un serviciu de rețea, acesta trebuie să fie disponibil pentru sistemul de operare local al computerului. Există mai multe metode pentru rezolvarea acestei probleme, dar fiecare astfel de metodă poate fi determinată de poziția sau nivelul la care

• sistem de operare
• recunoaște sistemul de operare al rețelei. Serviciile oferite pot fi împărțite în trei categorii:
• interceptarea apelurilor la sistemul de operare;

modul la distanță; prelucrarea în comun a datelor. Când utilizați OC Call Interception, sistemul de operare local nu este complet conștient de existența unui serviciu de rețea. De exemplu, atunci când o aplicație DOS încearcă să citească un fișier de pe un server de fișiere din rețea, crede că

acest fisier

În cele din urmă, există sisteme de operare care sunt conștiente de existența rețelei.

Atât consumatorul de servicii, cât și furnizorul de servicii își recunosc reciproc existența și lucrează împreună pentru a coordona utilizarea serviciului. Acest tip de utilizare a serviciului este de obicei necesar pentru procesarea de date colaborativă peer-to-peer. Procesarea în colaborare a datelor implică partajarea capacităților de procesare a datelor pentru a îndeplini o singură sarcină. Aceasta înseamnă că sistemul de operare trebuie să fie conștient de existența și capacitățile altora și să poată coopera cu aceștia pentru a îndeplini sarcina dorită.

ComputerPress 6"1999

Modelul OSI este modelul de referință de bază pentru interconectarea sistemelor deschise. Este un sistem format din șapte niveluri, fiecare dintre ele utilizează protocoale de rețea specifice care asigură transferul de date la toate nivelurile de interacțiune.

Informații generale

Pentru a facilita înțelegerea și navigarea mai ușoară în diverse domenii de lucru cu protocoale de rețea, a fost creat un sistem modular care a fost adoptat ca standard, facilitând localizarea problemei, știind în ce parte a rețelei se află.

La fiecare nivel al modelului OSI, se lucrează cu anumite seturi de protocoale (stive). Ele sunt clar localizate în fiecare nivel, fără a depăși granițele acestuia, fiind în același timp conectate într-un sistem clar și ușor de înțeles.

1. Fizic.
2. Conductă.
3. Reţea.
4. Transport.
5. Sesiune.
6. Executiv.
7. Aplicat.

Deci, câte straturi există în modelul de rețea OSI și care sunt acestea? Cu cât este mai complexă structura unui dispozitiv de rețea, cu atât este mai mare numărul de posibilități pe care acesta se deschide, în timp ce lucrează simultan Mai mult

niveluri de model. Acest lucru afectează și performanța dispozitivelor: cu cât sunt implicate mai multe niveluri, cu atât este mai lentă funcționarea.

Stratul fizic

Interacțiunea dintre straturi are loc prin interfețe între două straturi adiacente și prin protocoale din același strat. Primul strat al modelului de rețea OSI este mediul de transmisie a datelor. Este locul unde are loc transferul de date. Un bit este luat ca unitate de sarcină. Transmiterea semnalului are loc prin cablu sau rețele fără fir

și codificarea corespunzătoare în informații exprimate în termeni de biți.

Tot la acest nivel funcționează convertoare media, repetoare de semnal, hub-uri, precum și toate interfețele mecanice și fizice prin care sistemul interacționează.

Stratul de legătură de date

Aici, transferul de informații are loc sub formă de blocuri de date, care sunt numite cadre sau cadre, stratul de legătură de date al modelului de rețea OSI realizează crearea și transmiterea acestora. Interacționează, respectiv, cu straturile fizice și de rețea ale OSI.

Împărțit în două subniveluri:

1. LLC - controlează canalul logic.
2. MAC - lucru cu acces direct la mediul fizic.

Pentru a fi mai ușor de înțeles, să ne uităm la următorul exemplu.

Există un adaptor de rețea în computer sau laptop. Pentru ca acesta să funcționeze corect, se utilizează software și drivere aparținând subnivelului superior - prin intermediul acestora se realizează interacțiunea cu procesorul situat la subnivelul inferior.

Protocoalele utilizate sunt următoarele: PPP (conexiune directă între două PC-uri), FDDI (transmitere de date pe o distanță mai mică de două sute de kilometri), CDP (protocol propriu Cisco utilizat pentru descoperirea și obținerea de informații despre dispozitivele din rețea vecine).

Stratul de rețea

Acesta este stratul modelului OSI care este responsabil pentru rutele de-a lungul cărora sunt transferate datele. Dispozitivele care funcționează în această etapă se numesc routere. Datele la acest nivel sunt transmise în pachete. La nivel de legătură, dispozitivul a fost identificat folosind o adresă fizică (MAC), iar la nivel de rețea au început să apară adrese IP - adresa logică a unui dispozitiv sau a unei interfețe de rețea.

Să ne uităm la funcțiile stratului de rețea al modelului OSI.

Sarcina principală a acestei etape este de a asigura transferul de date între dispozitivele finale.

Pentru a face acest lucru, tuturor acestor dispozitive li se atribuie o adresă unică, încapsulare (furnizarea datelor cu antetul sau etichetele corespunzătoare, creând astfel unitatea de bază de încărcare - un pachet).

Odată ce pachetul ajunge la destinație, are loc un proces de decapsulare - nodul final examinează datele primite pentru a se asigura că pachetul a fost livrat acolo unde a fost necesar și este trecut la nivelul următor.

Să ne uităm la lista de protocoale de nivel de rețea ale modelului OSI. Acesta este IP-ul menționat anterior, care face parte din stiva TCP/IP, ICMP (responsabil pentru transferul datelor de control și servicii), IGMP (transfer de date de grup, multicast), BGP (routare dinamică) și multe altele.

Stratul de transport

Protocoalele de la acest nivel servesc la asigurarea fiabilității transmiterii informațiilor de la dispozitivul expeditor la dispozitivul receptor și sunt direct responsabile pentru livrarea informațiilor.

Sarcina principală a stratului de transport este să se asigure că pachetele de date sunt trimise și primite fără erori, că nu există pierderi și că secvența de transmisie este menținută.

Acest nivel funcționează cu blocuri întregi de date.

De exemplu, trebuie să transferați un anumit fișier prin e-mail. Pentru ca informațiile corecte să ajungă la destinatar, trebuie respectată structura și succesiunea exactă a transferului de date, deoarece dacă se pierde cel puțin un bit la descărcarea unui fișier, va fi imposibil să îl deschideți.

Există două protocoale principale care operează la acest nivel: TCP și UDP.

UDP trimite date fără a cere dispozitivului final un răspuns de livrare și nu reîncearcă trimiterea dacă eșuează. TCP, dimpotrivă, stabilește o conexiune și solicită un răspuns despre livrarea datelor dacă informația nu ajunge, repetă trimiterea;

Stratul de sesiune

Este un tip de sesiune. La acest nivel al modelului de rețea OSI, sesiunile de comunicare între două dispozitive finale sunt stabilite și menținute. Acest nivel, ca toate cele ulterioare, funcționează direct cu date.

De exemplu, să ne amintim cum se desfășoară videoconferințele. Pentru ca o sesiune de comunicare să aibă succes, sunt necesare codecuri adecvate pentru a cripta semnalul, cu cerința obligatorie ca acestea să fie prezente pe ambele dispozitive. Dacă codecul lipsește sau este deteriorat pe unul dintre dispozitive, comunicarea nu va fi stabilită.

În plus, protocoale precum L2TP (un protocol tunel pentru sprijinirea rețelelor virtuale ale utilizatorilor), PAP (trimite date de autorizare a utilizatorului către server fără criptare și confirmă autenticitatea acestora) și altele pot fi utilizate la nivel de sesiune.

Nivel executiv

Responsabil pentru afișarea datelor în formatul cerut. Modificarea informațiilor (de exemplu, codificare) este implementată astfel încât fluxul de date să fie transferat cu succes la stratul de transport.

Un exemplu ar fi transferul unei imagini prin e-mail. Ca urmare a protocolului SMTP, imaginea este convertită într-un format convenabil pentru percepție la niveluri inferioare și este afișată utilizatorului în formatul familiar JPEG.

Protocoale de acest nivel: standarde de imagine (GIF, BMP, PNG, JPG), codificări (ASCII, etc.), înregistrări video și audio (MPEG, MP3), etc.

Stratul de aplicare

Stratul de aplicare, sau stratul de aplicare, este stratul cel mai de sus al modelului OSI. Are cea mai mare varietate de protocoale și funcțiile pe care le îndeplinesc.

Nu este necesar să fiți responsabil pentru construirea rutelor sau garantarea livrării datelor. Fiecare protocol își îndeplinește sarcina specifică. Exemple de protocoale care funcționează la acest nivel includ HTTP (responsabil de transferul de hipertext, adică, în cele din urmă, care permite utilizatorilor să deschidă pagini web în browser), FTP (transfer de date în rețea), SMTP (trimitere e-mail) și altele.

Stive de protocol

După cum sa discutat mai sus, există un număr mare de protocoale de rețea care efectuează o mare varietate de sarcini. De regulă, majoritatea lucrează împreună, îndeplinindu-și funcțiile în mod armonios, implementând simultan propria lor funcționalitate unul cu celălalt.

Astfel de pachete sunt numite stive de protocol.

Pe baza modelului de rețea OSI, stivele de protocoale sunt împărțite în trei grupuri:

• Aplicat(corespunde acestui nivel OSI și sunt direct responsabili pentru schimbul de date între diferitele niveluri ale modelului).
• Reţea(responsabil de asigurarea și menținerea comunicării între dispozitivele din rețea finală, garantând fiabilitatea conexiunii).
• Transport(sarcina lor principală este să construiască o rută pentru transmiterea informațiilor, să verifice erorile care apar în timpul rutării și să trimită cereri de retransmitere a datelor).

Stivele pot fi configurate pe baza sarcinilor atribuite și a funcționalității rețelei necesare, pot ajusta numărul de protocoale și pot atașa protocoale la interfețele de rețea server. Acest lucru permite configurarea flexibilă a rețelei.

Concluzie

În acest articol, am furnizat câteva informații de bază pentru a vă familiariza cu modelul de rețea OSI. Acestea sunt elementele de bază pe care toți cei care lucrează în domeniul IT trebuie pur și simplu să le cunoască pentru a înțelege cum funcționează sistemul de transmitere a datelor.

În acest articol, la nivelul modelului de rețea OSI pentru manechine, am încercat să explicăm într-un limbaj simplu cum este implementat transferul de date și, cel mai important, cum este structurat sistemul de interacțiune a echipamentelor de rețea la diferite niveluri.

Se pot spune multe despre fiecare dintre protocoale. Aș dori să sper că acest articol va stârni interesul pentru a învăța în continuare despre acest subiect interesant.

Modelul de referință OSI este o ierarhie de rețea pe 7 niveluri creată de Organizația Internațională de Standardizare (ISO). Modelul prezentat în Fig. 1 are 2 modele diferite:

• un model orizontal bazat pe protocol care implementează interacțiunea proceselor și software-ului pe diferite mașini
• un model vertical bazat pe servicii furnizate de straturi adiacente unul altuia pe aceeași mașină

În verticală - nivelurile adiacente schimbă informații folosind interfețe API. Modelul orizontal necesită un protocol comun pentru schimbul de informații la un nivel.

Figura - 1

Modelul OSI descrie numai metode de interacțiune cu sistemul implementate de sistemul de operare, software etc. Modelul nu include metode de interacțiune cu utilizatorul final. În mod ideal, aplicațiile ar trebui să acceseze nivel superior Model OSI, dar în practică multe protocoale și programe au metode de accesare a straturilor inferioare.

Stratul fizic

La nivelul fizic, datele sunt reprezentate sub formă de semnale electrice sau optice corespunzătoare 1 și 0 ale fluxului binar. Parametrii mediului de transmisie sunt determinați la nivel fizic:

• tip de conectori și cabluri
• alocarea pinilor în conectori
• schema de codificare pentru semnalele 0 și 1

Cele mai comune tipuri de specificații la acest nivel sunt:

• — parametrii interfeței seriale dezechilibrate
• — parametrii interfeței seriale echilibrate
• IEEE 802.3 -
• IEEE 802.5 -

La nivel fizic, este imposibil de înțeles sensul datelor, deoarece acestea sunt prezentate sub formă de biți.

Stratul de legătură de date

Acest canal implementează transportul și recepția cadrelor de date. Stratul implementează solicitările stratului de rețea și folosește stratul fizic pentru recepție și transmisie. Specificațiile IEEE 802.x împart acest strat în două substraturi: controlul legăturii logice (LLC) și controlul accesului media (MAC). Cele mai comune protocoale la acest nivel sunt:

• IEEE 802.2 LLC și MAC
• Ethernet
• Token Ring

Tot la acest nivel este implementată detectarea și corectarea erorilor în timpul transmisiei. La nivelul de legătură de date, pachetul este plasat în câmpul de date al cadrului - încapsulare. Detectarea erorilor este posibilă folosind metode diferite. De exemplu, implementarea limitelor de cadre fixe sau o sumă de control.

Stratul de rețea

La acest nivel, utilizatorii rețelei sunt împărțiți în grupuri. Aceasta implementează rutarea pachetelor pe baza adreselor MAC. Stratul de rețea implementează transmisia transparentă a pachetelor către stratul de transport. La acest nivel, granițele rețelelor sunt șterse tehnologii diferite. lucra la acest nivel. Un exemplu de funcționare a stratului de rețea este prezentat în Fig. 2. Cele mai comune protocoale:

Figura - 2

Stratul de transport

La acest nivel, fluxurile de informații sunt împărțite în pachete pentru transmisie la nivel de rețea. Cele mai comune protocoale la acest nivel sunt:

• TCP - Protocolul de control al transmisiei

Stratul de sesiune

La acest nivel se organizează sesiuni de schimb de informații între mașinile finale. La acest nivel, partea activă este determinată și sincronizarea sesiunii este implementată. În practică, multe alte protocoale de nivel includ o funcție de nivel de sesiune.

Stratul de prezentare

La acest nivel, schimbul de date are loc între software pe diferite sisteme de operare. La acest nivel, se implementează transformarea informației (compresie etc.) pentru a transfera fluxul de informații către stratul de transport. Protocoalele de straturi utilizate și cele care utilizează niveluri superioare Modele OSI.

Stratul de aplicare

Stratul de aplicație implementează accesul aplicației la rețea. Stratul gestionează transferul de fișiere și gestionarea rețelei. Protocoale utilizate:

• FTP/TFTP - protocol de transfer de fișiere
• X 400 - e-mail
• Telnet
• CMIP - Managementul Informaţiei
• SNMP - managementul rețelei
• NFS - Sistem de fișiere de rețea
• FTAM - metodă de acces pentru transferul fișierelor

Model de rețea OSI- acesta este un model de referință pentru interacțiunea sistemelor deschise, în engleză sună Sisteme deschise Model de referință de bază de interconectare. Scopul său este o reprezentare generalizată a instrumentelor de interacțiune în rețea.

Adică, modelul OSI este standarde generalizate pentru dezvoltatorii de programe, datorită cărora orice computer poate decripta în mod egal datele transmise de la un alt computer. Pentru a fi clar, voi da un exemplu din viața reală. Se știe că albinele văd totul în jurul lor în lumină ultravioletă. Adică, ochiul nostru și albinele percep aceeași imagine în moduri complet diferite, iar ceea ce văd insectele poate fi invizibil pentru vederea umană.

La fel este și cu computerele - dacă un dezvoltator scrie o aplicație într-un limbaj de programare pe care computerul său îl înțelege, dar nu este disponibil pentru nimeni altcineva, atunci pe orice alt dispozitiv nu veți putea citi documentul creat de această aplicație. Prin urmare, ne-a venit ideea că atunci când scrieți aplicații, urmați un singur set de reguli care sunt pe înțelesul tuturor.

Pentru claritate, procesul de funcționare a rețelei este de obicei împărțit în 7 niveluri, fiecare dintre acestea rulând propriul grup de protocoale.

Protocol de rețea sunt regulile și procedurile tehnice care permit computerelor din rețea să se conecteze și să facă schimb de date.
Un grup de protocoale unite de un scop final comun se numește stivă de protocoale.

A performa sarcini diferite Există mai multe protocoale care se ocupă de întreținerea sistemelor, cum ar fi stiva TCP/IP. Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care informațiile de la un computer sunt trimise printr-o rețea locală către un alt computer.

Sarcinile computerului EXPEDITULUI:

• Obțineți date din aplicație
• Rupeți-le în pungi mici dacă volumul este mare
• Pregătiți-vă pentru transmisie, adică indicați ruta, criptați și transcodați într-un format de rețea.

Sarcini ale calculatorului DESTINARULUI:

• Primește pachete de date
• Eliminați informațiile de service din acesta
• Copiați datele în clipboard
• După primirea completă a tuturor pachetelor, formați un bloc de date inițial din acestea
• Dă-l aplicației

Pentru a efectua corect toate aceste operații este nevoie de un singur set de reguli, adică modelul de referință OSI.

Să revenim la nivelurile OSI. Ele sunt de obicei numărate în ordine inversă iar în partea de sus a tabelului sunt aplicații de rețea, iar în partea de jos - mediu fizic transfer de informatii. Pe măsură ce datele de la computer curg direct către cablul de rețea, protocoalele care funcționează la diferite straturi le transformă treptat, pregătindu-le pentru transmisia fizică.

Să le privim mai detaliat.

7. Stratul de aplicare

Sarcina sa este să colecteze date din aplicația de rețea și să le trimită la nivelul 6.

6. Stratul de prezentare

Traduce aceste date într-o singură limbă universală. Ideea este că toată lumea procesor de calculator are propriul format de procesare a datelor, dar trebuie să intre în rețea într-un format universal - asta face stratul de prezentare.

5. Stratul de sesiune

Are multe sarcini.

1. Stabiliți o sesiune de comunicare cu destinatarul. Software-ul avertizează computerul care primește datele că îi vor fi trimise.
2. Aici au loc recunoașterea și protecția numelui:
   • identificare – recunoașterea numelui
   • autentificare - verificarea parolei
   • înregistrare - atribuire de autoritate
3. Implementarea părții care transferă informații și cât timp va dura.
4. Plasarea punctelor de control în fluxul general de date, astfel încât, în cazul în care se pierde orice parte, să fie ușor de determinat care parte este pierdută și ar trebui să fie retrimise.
5. Segmentarea înseamnă ruperea unui bloc mare în pachete mici.

4. Stratul de transport

Oferă aplicațiilor nivelul necesar de securitate la livrarea mesajelor. Există două grupuri de protocoale:

• Protocoale care sunt orientate spre conexiune - monitorizează livrarea datelor și fac solicitări atunci când este necesar retrimiteîn caz de eșec. Acesta este TCP - Protocolul de control al transferului de informații.
• Nu sunt orientate pe conexiune (UDP) - pur și simplu trimit blocuri și nu monitorizează în continuare livrarea acestora.

3. Stratul de rețea

Oferă transmiterea de la capăt la capăt a unui pachet prin calcularea rutei acestuia. La acest nivel, în pachete, adresele IP ale expeditorului și destinatarului sunt adăugate la toate informațiile anterioare generate de alte niveluri. Din acest moment pachetul de date se numește PACHETUL însuși, care are >> adrese IP (protocolul IP este un protocol de interconectare).

2. Stratul de legătură de date

Aici pachetul este transmis printr-un singur cablu, adică o singură rețea locală. Funcționează doar până la routerul edge al unei rețele locale. La pachetul primit, stratul de legătură adaugă propriul antet - adresele MAC ale expeditorului și destinatarului, iar în această formă blocul de date este deja numit FRAME.

Atunci când este transmis dincolo de o rețea locală, pachetului i se atribuie MAC-ul nu al gazdei (calculatorului), ci al routerului altei rețele. Aici se pune problema IP gri și alb, care a fost discutată în articolul la care a fost dat linkul mai sus. Gri este o adresă dintr-o rețea locală care nu este utilizată în afara acesteia. Alb - o adresă unică în toate internet global.

Când un pachet ajunge la routerul edge, IP-ul pachetului este înlocuit cu IP-ul acestui router și întreaga rețea locală se conectează la rețeaua globală, adică la Internet, sub o singură adresă IP. Dacă adresa este albă, atunci partea de date cu adresa IP nu se modifică.

1. Stratul fizic (stratul de transport)

Responsabil pentru conversia informațiilor binare într-un semnal fizic, care este trimis către legătura fizică de date. Dacă este un cablu, atunci semnalul este electric dacă este o rețea de fibră optică, atunci este un semnal optic. Această transformare se realizează folosind adaptor de rețea.

Stive de protocol

TCP/IP este o stivă de protocoale care gestionează transferul de date atât pe o rețea locală, cât și pe Internet. Această stivă conține 4 niveluri, adică conform modelului de referință OSI, fiecare dintre ele combină mai multe niveluri.

1. Aplicație (OSI - aplicație, prezentare și sesiune)
   Următoarele protocoale sunt responsabile pentru acest nivel:
   • TELNET - sesiune de comunicare la distanță în formular linie de comandă
   • FTP - Protocol de transfer de fișiere
   • SMTP - Protocolul de redirecționare a e-mailurilor
   • POP3 și IMAP - primirea corespondenței
   • HTTP - lucrul cu documente hipertext
2. Transportul (la fel pentru OSI) este TCP și UDP deja descrise mai sus.
3. Internetwork (OSI - rețea) este un protocol IP
4. Nivel interfețe de rețea(conform OSI - canal și fizic) Driverele adaptoarelor de rețea sunt responsabile pentru funcționarea acestui nivel.

Terminologie atunci când se desemnează un bloc de date

• Flux - datele pe care se operează la nivel de aplicație
• O datagramă este un bloc de date de ieșire de la UPD, adică care nu are livrare garantată.
• Segmentul este un bloc garantat pentru livrare la ieșire din Protocolul TCP
• Pachetul este un bloc de date de ieșire din protocolul IP. întrucât la acest nivel nu este încă garantat livrarea, poate fi numită și datagramă.
• Frame este un bloc cu adrese MAC atribuite.