Сети и структура OSI

Привет! Сегодня мы бы хотели разобрать тему того как плотно взаимодействуют между собой слои модели OSI.

Для начала стоит понять то что в реальной жизни применятся модель TCP/IP. Про эту модель мы расскажем позже.

Сейчас же расскажем о взаимодействии уровней в модели OSI.

Начнем с физического уровня

1. Физический уровень - здесь происходит передача данных на физическом уровне в виде битов. Используются различные типы кабелей, такие как витая пара, коаксиальный кабель и оптоволокно, которые поддерживают разные скорости передачи данных и имеют различную стоимость. Все проводные соединения соответствуют общим стандартам, таким как Ethernet, Wi-Fi и Bluetooth.
2. Канальный уровень - на этом уровне полученные с физического уровня биты объединяются в кадры. Кадры содержат информацию об отправителе и получателе, например, MAC-адреса. Здесь работают коммутаторы (свичи), которые обрабатывают и передают кадры на основе их MAC-адресов.
3. Сетевой уровень - на этом уровне происходит маршрутизация трафика. Роутеры работают с IP-пакетами, полученными из кадров канального уровня. Основная задача сетевого уровня - определение оптимального пути для передачи данных от отправителя к получателю через множество промежуточных узлов. Здесь используются IP-адреса для идентификации устройств в сети и протоколы маршрутизации, такие как OSPF и BGP, для обмена информацией о топологии сети и принятия решений о маршрутизации. Роутеры анализируют IP-пакеты, проверяют их адреса назначения и направляют их по соответствующим маршрутам для достижения конечного узла.
4. Транспортный уровень - отвечает за надежную передачу данных между узлами сети. Здесь данные, полученные с сетевого уровня, разбиваются на сегменты, и обеспечивается контроль их доставки. Примеры протоколов: TCP и UDP. TCP обеспечивает гарантированную доставку, устанавливая соединение и контролируя его целостность, в то время как UDP работает быстрее, но без гарантий доставки.
5. Сеансовый уровень - управляет установкой, поддержанием и завершением сеансов связи между приложениями. Он координирует диалог и управление обменом данными, используя информацию о сегментах транспортного уровня. Примеры: протоколы PPTP и L2TP.
6. Уровень представления - отвечает за преобразование данных, чтобы они были понятны приложению. Здесь происходит кодирование, шифрование и сжатие данных, полученных с сеансового уровня. Например, преобразование данных из одного формата в другой, шифрование данных для обеспечения безопасности.
7. Прикладной уровень - это уровень, на котором пользователи взаимодействуют с сетью. Приложения и сетевые службы, такие как электронная почта, веб-браузеры и файлообменные программы, работают с данными, которые прошли через все предыдущие уровни и были подготовлены для использования. Примеры протоколов: HTTP, FTP, SMTP.

Информация проходит этот путь каждый раз от 1 до 7 уровня, когда мы получаем данные - это называется деинкапсуляция. Соответственно, когда мы отправляем данные, происходит инкапсуляция.

1. Инкапсуляция - когда данные отправляются, они проходят через каждый уровень модели OSI, начиная с прикладного уровня и спускаясь до физического уровня. На каждом уровне к данным добавляется заголовок (и иногда трейлер), содержащий соответствующую информацию для этого уровня. Этот процесс помогает обеспечить правильную передачу данных по сети. Например, на прикладном уровне данные формируются в формат, понятный приложению, на транспортном уровне они разбиваются на сегменты, на сетевом уровне добавляются IP-адреса, на канальном уровне формируются кадры с MAC-адресами, и, наконец, на физическом уровне данные преобразуются в биты для передачи по сети.
2. Деинкапсуляция - когда данные принимаются, они проходят обратный процесс, начиная с физического уровня и поднимаясь до прикладного уровня. На каждом уровне соответствующий заголовок удаляется, и информация передается на следующий уровень. Например, на физическом уровне биты преобразуются в кадры, на канальном уровне кадры преобразуются в пакеты, на сетевом уровне пакеты преобразуются в сегменты, и на транспортном уровне сегменты собираются в данные, которые могут быть поняты приложением на прикладном уровне.

Инкапсуляция и деинкапсуляция обеспечивают правильную передачу данных от отправителя к получателю, проходя через все уровни модели OSI. Это гарантирует, что данные будут правильно сформированы, переданы и интерпретированы на каждом этапе сетевой коммуникации.

Эта структура (модель OSI) предполагает, как происходит коммуникация в сетях, разбивая процесс на семь четко определенных уровней. Каждый уровень выполняет определенные задачи и взаимодействует с соседними уровнями, обеспечивая последовательное и надежное передвижение данных. Это позволяет различным сетевым устройствам и протоколам работать вместе, обеспечивая стандартизированный способ передачи данных.