Заметка

Internet Fundamentals: OSI модель

В прошлой статье я рассказывал, как устроен IP адрес, также мы поговорили немного о DNS.

Сегодня я хочу рассказать об OSI модели. Практически все сети, которые используются сегодня, основаны в некотором роде на Open Systems Interconnection (OSI) стандарте.

OSI был разработан в 1984 организацией International Organization for Standardization (ISO), всемирной федерацией национальных организаций по стандартам, представляющих примерно 130 стран.

OSI модель,иногда называемая стеком OSI, представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию. Она описывает, как информация движется от приложения, работающего на  одном компьютере, к приложению, работающему на другом компьютере. По сути, OSI модель описывает шаги, которые будут использоваться для передачи данных с одного сетевого устройства к другому. Легко.

Модель разделена на 7 уровней, как показано ниже. Если вы серьезно относитесь к изучению сети и информационной безопасности, мой совет — запомнить эту картинку. Я знаю, это выглядит длинным и сложным на первый взгляд, но поверьте, это стоит того. Чем больше вы будете использовать ее (а вы будете), тем быстрее придет полное ее осознание.

basics_osimodel

 

Возвращаясь к компьютерам, мне понравилась эта картинка

Osi_model_trad

Причина использования многоуровневого сетевого подхода состоит в том, что многоуровневая модель берет задачу, такую как передача данных, и разбивает на серию подзадач, видов деятельности или компонентов, которые определены и разработаны независимо друг от друга. OSI слои также способствуют расширяемости. Новые протоколы и другие сетевые сервисы гораздо легче добавить в слоистой архитектуре.

Основная идея эталонной модели OSI этоКаждый уровень отвечает за своего вида процесс и каждый уровень общается только с уровнями непосредственно ниже и выше его самого. Например, шестой уровень будет только общаться с седьмым и пятым уровнями и никогда непосредственно с первым. Запомните это и все станет легко.

Когда ваш компьютер передает данные в сеть, один конкретный уровень будет получать информацию от уровня выше, и процесс, за который отвечает конкретный уровень, добавит к данным некоторую контрольную информацию, за которую отвечает этот уровень, и отправит новые данные с добавленной контрольной информацией на уровень ниже.

osi_headers

 

Когда ваш компьютер принимает данные, происходит прямо противоположный процесс. Один конкретный уровень принимает данные от уровня ниже, процесс этого уровня удаляет контрольную информацию, за которую он отвечает, и отправляет новые данные без контрольной информации на уровень выше.

Важно иметь ввиду, что каждый слой будет добавлять или удалять контрольную информацию, только за которую он отвечает.

Семь уровней модели OSI обычно разделяют на два множества Application Set и Transport Set. Давайте теперь подробнее разберем каждый из них.

osi-model

 

Application Set

Уровень 7: Application (Уровень приложения)

Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Он непосредственно взаимодействует с операционной системой или приложением всякий раз, когда пользователь хочет отправить файлы, обменяться почтовыми сообщениями и так далее.

Уровень 6: Presentation (Уровень представления)

Уровень представления берет информацию прикладного уровня и преобразует ее в стандартный формат, который понимают остальные уровни.

Этот уровень решает проблему различного представления данных с помощью преобразования из формата приложения в сетевой формат и наоборот. Также он преобразует информацию в формат, который приложение может понять. Запомните, каждый уровень может «общаться» только с уровнем выше и ниже его самого.

Уровень представления в основном связан с синтаксисом и семантикой передаваемой информации. Для исходящих сообщений он преобразует данные в общий формат для передачи. Для входящих сообщений, он преобразует данные в формат, понимаемый принимающим приложением.

Этот уровень также форматирует и шифрует данные для отправки по сети, если используется шифрование, устраняя проблемы совместимости и обеспечивая безопасность.

На этом уровне работают протоколы шифрования TLS / SSL. Мы поговорим о них позже.

Уровень 5: Session (Сеансовый уровень)

Сеансовый уровень устанавливает, поддерживает и заканчивает связь между двумя взаимодействующими устройствами. Соединение поддерживается пока оба устройства обмениваются информацией в обе стороны.

Другой способ посмотреть на это — представьте ваш компьютер. Вы просматриваете веб-страницы, скачиваете с FTP-сервера, слушаете потоковую музыку, и кто знает что еще делаете одновременно. Вся эта информация приходит на ваш компьютер, но было бы мало смысла, если бы FTP данные были посланы в ваш почтовый клиент, не так ли? Именно этот слой управляет портами и следит за тем, что данные направлены в нужное место. О портах мы поговорим в ближайшее время.

Именно на этом уровне инициализируются протоколы шифрования TLS / SSL

Transport Set

Уровень 4: Transport (Транспортный уровень)

Транспортный уровень делит потоки информации на достаточно малые фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень. Именно этот уровень несет ответсвенность за успешное прибытие данных.

Уровень 3: Network (Сетевой уровень)

Сетевой уровень модели предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за преобразование логических адресов и имён в физические (MAC адрес), определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

Роутеры (маршрутизаторы) также работают на сетевом уровне. Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. Работающие на этом уровне устройства (маршрутизаторы или роутеры) условно называют устройствами третьего уровня (по номеру уровня в модели OSI).

spy-your-buddys-network-traffic-intro-wireshark-and-osi-model.w654

Важно понимать, что роутеры принимают решения, основываясь только на информации третьего уровня модели OSI. Роутеры это машины, которые решают, как лучше послать информацию от одной логической сети в другую. Роутеры понимают Internet Protocol (IP) и осуществляют маршрутизацию, располагая этой информацией.

Уровень 2: Datalink (Канальный уровень)

Канальный уровень преобразует сетевые пакеты в «сырые» биты (10110101), подлежащие передаче на физическом уровне. Этот уровень также использует самую основную схему адресации, Media Access Control (MAC) адреса. Подумайте о MAC адресе как о номере водительского удостоверения — это всего лишь число, которое есть только у вашего устройства, и оно отличает его от всех остальных.

Теперь подумайте об IP адресе как о почтовом адресе человека. Почтовый адрес объединяет людей в зоны, используя почтовый индекс, город, район и улицу.

Уровень 1:  Physical (Физический уровень)

Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока.

Он определяет физические характеристики сети, такие как, например, уровень напряжения.

По сути, физический уровень описывает физический носитель, через который передаются данные. Примерами физических носителей могут быть Ethernet кабели, Network Interface Controllers (NIC) и так далее.

На этом пока все. Статья получилась достаточно длинной, но надеюсь, внесла больше ясности и понимания. В следующий раз я подробнее расскажу о протоколах, которые используются на каждом уровне.

Всем удачи и до скорых встреч на нашем блоге! Как всегда, если возникли вопросы, задавайте их в комментариях.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s