Сетевые модели(стеки протоколов)

OSI

OSI - формальная, теоретическая сетевая модель

  1. Уровень приложений: данные; доступ к сетевым службам, (HTTP, FTP, SMTP, RDP, SNMP, DHCP)
  2. Уровень представления данных: данные; представление и шифрование данных (ASCII, EBCDIC)
  3. Сеансовый уровень: данные; управление сеансом связи (RPC, PAP)
  4. Транспортный уровень: сегменты / дейтаграммы; прямая связь между конечными пунктами и надёжность (TCP, UDP, SCTP, PORTS)
  5. Сетевой уровень: пакеты; определение маршрута и логическая адресация (IPv4, IPv6, IPsec, AppleTalk)
  6. Канальный уровень: биты / кадры; физическая адресация (PPP, IEEE 802.22, Ethernet, DSL, ARP, L2TP, Network Cards)
  7. Физический уровень: биты; Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными (USB, кабель ("витая пара", коаксиальный, оптоволоконный), радиоканал)

7 — протокол прикладного уровня (Application layer)

  • взаимодействие сети и пользователя
  • уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким, как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты
  • отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления

6 — уровень представления (Presentation layer)

  • передаваемая информация не меняет содержания
  • преобразование данных
  • преобразование между различными наборами символов
  • сжатие данных для увеличения пропускной способности канала
  • шифрование и расшифрование

5 — сеансовый уровень (Session layer)

  • уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений
  • синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия

4 — транспортный уровень (Transport layer)

  • предоставляет сам механизм передачи
  • блоки данных он разделяет на фрагменты, размеры которых зависят от протокола: короткие объединяет в один, а длинные разбивает
  • протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка
  • протоколы транспортного уровня часто имеют функцию контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных
  • отвечает за восстановление порядка данных при использовании сетевых протоколов без установки соединения

3 — сетевой уровень (Network layer)

  • предназначается для определения пути передачи данных
  • трансляцию логических адресов и имён в физические
  • определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети
  • На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
  • типы:
    1. Протоколы с установкой соединения начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.
    2. Протоколы без установки соединения посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете. Каждый пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждое промежуточное сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена, так как разные пакеты могут пройти разными маршрутами.

2 — канальный уровень (Data Link layer)

  • получение доступа к среде передачи
  • выделение границ кадра (резервирование некоторой последовательности, обозначающей начало или конец кадра)
  • Аппаратная адресация (или адресация канального уровня). Требуется в том случае, когда кадр могут получить сразу несколько адресатов. В локальных сетях аппаратные адреса (MAC-адреса) применяются всегда.
  • обеспечение достоверности принимаемых данных. Во время передачи кадра есть вероятность, что данные исказятся. Важно это обнаружить и не пытаться обработать кадр, содержащий ошибку. Обычно на канальном уровне используются алгоритмы контрольных сумм, дающие высокую гарантию обнаружения ошибок.
  • в программировании доступ к этому уровню предоставляет драйвер сетевой платы
  • на этом уровне работают коммутаторы, мосты
  • 2 подуровня
    1. LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня
    2. MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде
      1. выступает в качестве интерфейса между подуровнем LLC и физическим (первым) уровнем
      2. обеспечивает адресацию и механизмы управления доступом к каналам, что позволяет нескольким терминалам или точкам доступа общаться между собой в многоточечной сети
      3. эмулирует полнодуплексный логический канал связи в многоточечной сети

1 — физический слой (physical layer)

  • физическая и электрическая среда для передачи данных
  • способы передачи бит через физические среды линий связи, соединяющие сетевые устройства
  • описываются параметры сигналов, такие как амплитуда, частота, фаза, используемая модуляция, манипуляция
  • решаются вопросы связанные с синхронизацией, избавлением от помех, скорости передачи данных

OSI vs TCP/IP