Upravo ste počeli raditi kao mrežni administrator? Ne želite se zbuniti? Naš članak će vam biti koristan. Jeste li čuli provjerenog administratora da govori o problemima s mrežom i spominje neke razine? Jesu li vas ikada na poslu pitali koji su slojevi sigurni i rade ako koristite stari vatrozid? Da biste razumjeli osnove informacijske sigurnosti, morate razumjeti hijerarhiju OSI modela. Pokušajmo vidjeti mogućnosti ovog modela.

Administrator sustava koji poštuje sebe trebao bi biti dobro upućen u mrežne termine

Prevedeno s engleskog - osnovni referentni model za interakciju otvorenih sustava. Točnije, mrežni model OSI/ISO skupa mrežnih protokola. Predstavljen 1984. kao konceptualni okvir koji je proces slanja podataka na World Wide Webu podijelio u sedam jednostavnih koraka. Nije najpopularniji jer je razvoj OSI specifikacije odgođen. TCP/IP skup protokola ima veću prednost i smatra se glavnim korištenim modelom. Ipak, imate velike šanse susresti se s OSI modelom kao administrator sustava ili u IT području.

Mnoge specifikacije i tehnologije stvorene su za mrežne uređaje. Lako se zbuniti u takvoj raznolikosti. To je model interakcije otvorenih sustava koji pomaže mrežnim uređajima koji koriste različite komunikacijske metode da razumiju jedni druge. Imajte na umu da je OSI najkorisniji proizvođačima softvera i hardvera koji dizajniraju kompatibilne proizvode.

Pitajte, kakvu to korist imate za vas? Poznavanje višerazinskog modela omogućit će vam slobodnu komunikaciju sa zaposlenicima IT tvrtki; rasprava o mrežnim problemima više neće biti opresivna dosada. A kada naučite razumjeti u kojoj je fazi došlo do neuspjeha, lako možete pronaći razloge i značajno smanjiti opseg svog rada.

OSI razine

Model sadrži sedam pojednostavljenih koraka:

• Fizički.
• Kanal.
• Mreža.
• Prijevoz.
• Sesijski.
• Izvršni.
• Primijenjeno.

Zašto rastavljanje na korake olakšava život? Svaka razina odgovara određenoj fazi slanja mrežne poruke. Svi su koraci sekvencijalni, što znači da se funkcije obavljaju neovisno, nema potrebe za informacijama o radu na prethodnoj razini. Jedine potrebne komponente su kako se podaci iz prethodnog koraka primaju i kako se informacije šalju u sljedeći korak.

Prijeđimo na izravno upoznavanje s razinama.

Fizički sloj

Glavni zadatak prve faze je slanje bitova kroz fizičke komunikacijske kanale. Fizički komunikacijski kanali su uređaji stvoreni za prijenos i primanje informacijskih signala. Na primjer, optičko vlakno, koaksijalni kabel ili upredena parica. Prijenos se može odvijati i bežičnom komunikacijom. Prvi stupanj karakterizira medij prijenosa podataka: zaštita od smetnji, širina pojasa, karakteristična impedancija. Također se postavljaju kvalitete električnih završnih signala (vrsta kodiranja, naponske razine i brzina prijenosa signala) i spajaju na standardne tipove konektora, dodjeljuju se kontaktni spojevi.

Funkcije fizičke pozornice izvode se na apsolutno svakom uređaju spojenom na mrežu. Na primjer, mrežni adapter implementira ove funkcije na strani računala. Možda ste se već susreli s protokolima prvog koraka: RS-232, DSL i 10Base-T, koji definiraju fizičke karakteristike komunikacijskog kanala.

Sloj podatkovne veze

U drugoj fazi, apstraktna adresa uređaja povezuje se s fizičkim uređajem i provjerava se dostupnost medija za prijenos. Bitovi se formiraju u skupove – okvire. Glavni zadatak sloja veze je identificirati i ispraviti pogreške. Za ispravan prijenos, specijalizirane sekvence bitova umeću se prije i poslije okvira i dodaje se izračunati kontrolni zbroj. Kada okvir stigne na odredište, kontrolni zbroj već pristiglih podataka se ponovno izračunava; ako odgovara kontrolnom zbroju u okviru, okvir se smatra točnim. U protivnom se pojavljuje greška koja se može ispraviti ponovnim slanjem informacija.

Stupanj kanala omogućuje prijenos informacija zahvaljujući posebnoj strukturi veze. Konkretno, sabirnice, mostovi i preklopnici rade preko protokola sloja veze. Specifikacije drugog koraka uključuju: Ethernet, Token Ring i PPP. Funkcije stupnja kanala u računalu obavljaju mrežni adapteri i upravljački programi za njih.

Mrežni sloj

U standardnim situacijama, funkcije stupnja kanala nisu dovoljne za kvalitetan prijenos informacija. Specifikacije drugog koraka mogu samo prenositi podatke između čvorova s ​​istom topologijom, na primjer, stablo. Postoji potreba za trećom fazom. Potrebno je formirati jedinstveni transportni sustav s razgranatom strukturom za više mreža koje imaju proizvoljnu strukturu i razlikuju se u načinu prijenosa podataka.

Da to objasnimo na drugi način, treći korak obrađuje internetski protokol i obavlja funkciju usmjerivača: pronalaženje najboljeg puta za informacije. Usmjerivač je uređaj koji prikuplja podatke o strukturi međumrežnih veza i šalje pakete do odredišne ​​mreže (tranzitni prijenosi - skokovi). Ako naiđete na pogrešku u IP adresi, onda je problem nastao na razini mreže. Protokoli treće faze raščlanjeni su na protokole za umrežavanje, usmjeravanje ili rješavanje adresa: ICMP, IPSec, ARP i BGP.

Transportni sloj

Kako bi podaci stigli do aplikacija i gornjih slojeva stoga, potrebna je četvrta faza. Omogućuje potreban stupanj pouzdanosti prijenosa informacija. Postoji pet klasa usluga prijevoza. Njihova je razlika u hitnosti, izvedivosti obnavljanja prekinute komunikacije i sposobnosti otkrivanja i ispravljanja grešaka u prijenosu. Na primjer, gubitak paketa ili dupliciranje.

Kako odabrati klasu usluge transportne faze? Kada je kvaliteta komunikacijskih kanala visoka, lagana usluga je adekvatan izbor. Ukoliko komunikacijski kanali ne rade sigurno u samom startu, preporučljivo je posegnuti za razvijenim servisom koji će pružiti maksimalne mogućnosti pronalaženja i rješavanja problema (kontrola dostave podataka, timeout isporuke). Specifikacije faze 4: TCP i UDP TCP/IP stoga, SPX Novell stoga.

Kombinacija prve četiri razine naziva se transportni podsustav. U potpunosti osigurava odabranu razinu kvalitete.

Sloj sesije

Peta faza pomaže u reguliranju dijaloga. Nemoguće je da sugovornici prekidaju jedni druge ili govore sinkronizirano. Sloj sesije pamti aktivnu stranu u određenom trenutku i sinkronizira informacije, koordinira i održava veze između uređaja. Njegove funkcije omogućuju vam da se vratite na kontrolnu točku tijekom dugog transfera bez potrebe da počnete ispočetka. Također u petoj fazi možete prekinuti vezu kada je razmjena informacija završena. Specifikacije sloja sesije: NetBIOS.

Izvršna razina

Šesta faza uključuje transformaciju podataka u univerzalno prepoznatljiv format bez promjene sadržaja. Budući da se različiti formati koriste u različitim uređajima, informacije obrađene na reprezentativnoj razini omogućuju sustavima da razumiju jedni druge, prevladavajući sintaktičke i kodne razlike. Osim toga, u šestoj fazi postaje moguće šifrirati i dekriptirati podatke, čime se osigurava tajnost. Primjeri protokola: ASCII i MIDI, SSL.

Aplikacijski sloj

Sedma faza na našem popisu i prva ako program šalje podatke preko mreže. Sastoji se od skupova specifikacija putem kojih korisnik, web stranice. Na primjer, kada se poruke šalju poštom, na razini aplikacije odabire se odgovarajući protokol. Sastav specifikacija sedme faze vrlo je raznolik. Na primjer, SMTP i HTTP, FTP, TFTP ili SMB.

Možda ste negdje čuli za osmu razinu ISO modela. Službeno ne postoji, ali se među informatičarima pojavila komična osma faza. Sve je to zbog činjenice da problemi mogu nastati krivnjom korisnika, a kao što znate, osoba je na vrhuncu evolucije, pa se pojavila osma razina.

Nakon što ste razmotrili OSI model, uspjeli ste razumjeti složenu strukturu mreže i sada razumijete bit svog rada. Stvari postaju prilično jednostavne kada razbijete proces!

Ovaj materijal posvećen je referencama sedmoslojni OSI mrežni model. Ovdje ćete pronaći odgovor na pitanje zašto administratori sustava trebaju razumjeti ovaj model mreže, bit će razmotreno svih 7 razina modela, a naučit ćete i osnove TCP/IP modela koji je izgrađen na temelju OSI referentni model.

Kada sam se počeo baviti raznim informatičkim tehnologijama i počeo raditi u tom području, naravno, nisam znao ni za kakav model, nisam o tome ni razmišljao, ali iskusniji stručnjak mi je savjetovao da studiram, odn. nego jednostavno shvatite ovaj model, dodajući da " ako razumijete sve principe interakcije, bit će puno lakše upravljati, konfigurirati mrežu i rješavati sve vrste mrežnih i drugih problema" Ja sam ga, naravno, poslušao i počeo kopati po knjigama, internetu i ostalim izvorima informacija, a istovremeno na postojećoj mreži provjeravao je li to sve u stvarnosti točno.

U suvremenom svijetu, razvoj mrežne infrastrukture dosegao je tako visoku razinu da bez izgradnje čak i male mreže, poduzeće ( uklj. i mala) neće moći jednostavno normalno postojati, pa su administratori sustava sve traženiji. A za visokokvalitetnu konstrukciju i konfiguraciju bilo koje mreže, administrator sustava mora razumjeti principe OSI referentnog modela, samo kako biste naučili razumjeti interakciju mrežnih aplikacija, i doista principe mrežnog prijenosa podataka, pokušat ću predstaviti ovaj materijal na pristupačan način čak i administratorima početnicima.

OSI mrežni model (međupovezanost otvorenih sustava osnovni referentni model) je apstraktni model interakcije računala, aplikacija i drugih uređaja na mreži. Ukratko, bit ovog modela je da ISO organizacija ( Međunarodna organizacija za standardizaciju) razvio je standard za umrežavanje kako bi se svi mogli osloniti na njega, a sve mreže bile bi kompatibilne i interoperabilne. Jedan od najpopularnijih mrežnih komunikacijskih protokola koji se koristi u cijelom svijetu je TCP/IP koji je izgrađen na temelju referentnog modela.

Pa, prijeđimo izravno na same razine ovog modela, a prvo se upoznajmo s općom slikom ovog modela u kontekstu njegovih razina.

Razgovarajmo sada detaljnije o svakoj razini, uobičajeno je opisivati ​​razine referentnog modela od vrha prema dolje, na tom putu dolazi do interakcije, na jednom računalu od vrha prema dolje, a na računalu gdje su podaci primljen odozdo prema gore, tj. podaci prolaze kroz svaku razinu uzastopno.

Opis razina mrežnog modela

Aplikacijski sloj (7) (aplikacijski sloj) je početna i ujedno završna točka podataka koje želite prenijeti mrežom. Ovaj sloj je odgovoran za interakciju aplikacija preko mreže, tj. Aplikacije komuniciraju na ovom sloju. Ovo je najviša razina i morate se toga sjetiti kada rješavate probleme koji se pojave.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNET i drugi. Drugim riječima, aplikacija 1 šalje zahtjev aplikaciji 2 koristeći te protokole, a da bi se saznalo da je aplikacija 1 poslala zahtjev aplikaciji 2 mora postojati veza između njih, a za to je odgovoran protokol veza.

Prezentacijski sloj (6)– ovaj sloj je odgovoran za kodiranje podataka tako da se kasnije mogu prenijeti preko mreže i sukladno tome ih pretvara natrag kako bi aplikacija razumjela te podatke. Nakon ove razine, podaci za ostale razine postaju isti, tj. nije važno o kakvim se podacima radi, bilo da se radi o word dokumentu ili e-poruci.

Sljedeći protokoli rade na ovoj razini: RDP, LPP, NDR i drugi.

Razina sesije (5)– odgovoran je za održavanje sesije između prijenosa podataka, tj. Trajanje sesije razlikuje se ovisno o podacima koji se prenose, stoga se mora održati ili prekinuti.

Sljedeći protokoli rade na ovoj razini: ASP, L2TP, PPTP i drugi.

Transportni sloj (4)– odgovoran je za pouzdanost prijenosa podataka. Također rastavlja podatke u segmente i ponovno ih spaja jer podaci dolaze u različitim veličinama. Dva su dobro poznata protokola na ovoj razini: TCP i UDP. TCP protokol jamči da će podaci biti isporučeni u cijelosti, ali UDP protokol to ne jamči, zbog čega se koriste u različite svrhe.

Mrežni sloj (3)– osmišljen je da odredi put kojim podaci trebaju ići. Usmjerivači rade na ovoj razini. Također je odgovoran za: prevođenje logičkih adresa i imena u fizičke, određivanje kratke rute, komutaciju i rutiranje, praćenje mrežnih problema. Na ovoj razini to funkcionira IP protokol i protokoli usmjeravanja, npr. RIP, OSPF.

Sloj veze (2)– na ovoj razini osigurava interakciju na fizičkoj razini, MAC adrese mrežnih uređaja, ovdje se također prate i ispravljaju greške, tj. šalje ponovni zahtjev za oštećeni okvir.

Fizički sloj (1)– ovo je izravna pretvorba svih okvira u električne impulse i obrnuto. Drugim riječima, fizički prijenos podataka. Oni rade na ovoj razini čvorišta.

Ovako izgleda cijeli proces prijenosa podataka iz kuta ovog modela. On je referentni i standardiziran te se stoga druge mrežne tehnologije i modeli, posebice TCP/IP model, temelje na njemu.

TCP IP model

TCP/IP model je malo drugačiji od OSI modela, ovaj model kombinira neke razine OSI modela i postoje samo 4 od njih:

• Primijenjeno;
• Prijevoz;
• Mreža;
• Kanal.

Slika pokazuje razliku između dva modela, a također još jednom pokazuje na kojim razinama rade dobro poznati protokoli.

O OSI mrežnom modelu i konkretno o interakciji računala na mreži možemo pričati dugo i neće stati u jedan članak, a bit će i malo nejasno, pa sam ovdje pokušao predstaviti osnovu ovog modela te opis svih razina. Najvažnije je shvatiti da je sve ovo stvarno istina i da datoteka koju ste poslali preko mreže prolazi jednostavno “ ogroman“put prije nego što stigne do krajnjeg korisnika, no to se događa toliko brzo da to ne primijetite, ponajviše zahvaljujući razvijenim mrežnim tehnologijama.

Nadam se da će vam sve ovo pomoći da razumijete interakciju mreža.

čiji razvoj nije bio vezan uz OSI model.

OSI slojevi modela

Model se sastoji od 7 razina smještenih jedna iznad druge. Slojevi međusobno komuniciraju (okomito) preko sučelja, a mogu komunicirati i s paralelnim slojem drugog sustava (vodoravno) pomoću protokola. Svaka razina može komunicirati samo sa svojim susjedima i obavljati funkcije koje su samo njoj dodijeljene. Više detalja možete vidjeti na slici.

OSI model
Vrsta podataka	Razina	Funkcije
Podaci	7. Aplikacijski sloj	Pristup mrežnim uslugama
	6. Prezentacijski sloj	Predstavljanje i kodiranje podataka
	5. Sloj sesije	Upravljanje sesijom
Segmenti	4. Prijevoz	Izravna komunikacija između krajnjih točaka i pouzdanost
Paketi	3. Mreža	Određivanje rute i logičko adresiranje
Osoblje	2. Kanal	Fizičko adresiranje
Bitovi	1. Fizički sloj	Rad s prijenosnim medijima, signalima i binarnim podacima

Primjena (Application) razina Aplikacijski sloj)

Najviša razina modela osigurava interakciju korisničkih aplikacija s mrežom. Ovaj sloj omogućuje aplikacijama korištenje mrežnih usluga, kao što je udaljeni pristup datotekama i bazama podataka te prosljeđivanje e-pošte. Također je odgovoran za prijenos servisnih informacija, pružanje aplikacijama informacija o pogreškama i generiranje zahtjeva za razina prezentacije. Primjer: HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, BitTorrent, MODBUS, SIP

Izvršni (razina prezentacije) Prezentacijski sloj)

Ovaj sloj je odgovoran za pretvorbu protokola i kodiranje/dekodiranje podataka. Pretvara aplikacijske zahtjeve primljene od aplikacijskog sloja u format za prijenos preko mreže i pretvara podatke primljene s mreže u format razumljiv aplikacijama. Ovaj sloj može izvršiti kompresiju/dekompresiju ili kodiranje/dekodiranje podataka, kao i preusmjeravanje zahtjeva na drugi mrežni resurs ako se ne mogu lokalno obraditi.

Sloj 6 (prezentacije) OSI referentnog modela obično je međuprotokol za pretvaranje informacija iz susjednih slojeva. To omogućuje komunikaciju između aplikacija na različitim računalnim sustavima na način transparentan za aplikacije. Prezentacijski sloj omogućuje oblikovanje koda i transformaciju. Oblikovanje koda koristi se kako bi se osiguralo da aplikacija prima informacije za obradu koje za nju imaju smisla. Ako je potrebno, ovaj sloj može izvršiti prijevod iz jednog formata podataka u drugi. Prezentacijski sloj ne bavi se samo formatima i prezentacijom podataka, već se bavi i strukturama podataka koje koriste programi. Dakle, sloj 6 osigurava organizaciju podataka dok se šalju.

Da bismo razumjeli kako ovo funkcionira, zamislimo da postoje dva sustava. Jedan koristi EBCDIC, kao što je IBM mainframe, za predstavljanje podataka, a drugi koristi ASCII (koristi ga većina drugih proizvođača računala). Ako ova dva sustava trebaju razmjenjivati ​​informacije, tada je potreban prezentacijski sloj koji će izvršiti konverziju i prevoditi između dva različita formata.

Druga funkcija koja se obavlja na prezentacijskom sloju je enkripcija podataka, koja se koristi u slučajevima kada je potrebno zaštititi prenesene informacije od primanja od strane neovlaštenih primatelja. Kako bi izvršili ovaj zadatak, procesi i kod u prezentacijskom sloju moraju izvršiti transformaciju podataka. Postoje druge rutine na ovoj razini koje sažimaju tekstove i pretvaraju grafike u bitstreamove tako da se mogu prenositi preko mreže.

Standardi prezentacijskog sloja također definiraju kako se grafičke slike predstavljaju. U te svrhe može se koristiti PICT format, slikovni format koji se koristi za prijenos QuickDraw grafike između Macintosh i PowerPC programa. Još jedan format predstavljanja je označeni TIFF slikovni format, koji se obično koristi za rasterske slike visoke rezolucije. Sljedeći standard prezentacijskog sloja koji se može koristiti za grafičke slike je onaj koji je razvila Joint Photographic Expert Group; u svakodnevnoj uporabi ovaj se standard jednostavno naziva JPEG.

Postoji još jedna skupina standarda razine prezentacije koji definiraju prezentaciju audio i filmskih fragmenata. Ovo uključuje MIDI (Musical Instrument Digital Interface) sučelje za digitalnu prezentaciju glazbe, razvijeno od strane Motion Picture Experts Group MPEG standarda, koji se koristi za komprimiranje i kodiranje video zapisa na CD-ima, njihovo pohranjivanje u digitaliziranom obliku i prijenos brzinom do 1,5 Mbits/s, a QuickTime je standard koji opisuje audio i video elemente za programe koji se izvode na Macintosh i PowerPC računalima.

Razina sesije Sloj sesije)

Razina 5 modela odgovorna je za održavanje komunikacijske sesije, omogućujući aplikacijama da međusobno komuniciraju dugo vremena. Sloj upravlja stvaranjem/prekidom sesije, razmjenom informacija, sinkronizacijom zadataka, određivanjem prava prijenosa podataka i održavanjem sesije tijekom razdoblja neaktivnosti aplikacije. Sinkronizacija prijenosa osigurana je postavljanjem kontrolnih točaka u tok podataka, s kojih se proces nastavlja ako je interakcija prekinuta.

Transportni sloj Transportni sloj)

4. razina modela dizajnirana je za isporuku podataka bez grešaka, gubitaka i dupliciranja u redoslijedu u kojem su poslani. Nije važno koji se podaci prenose, odakle i kamo, odnosno osigurava sam mehanizam prijenosa. Podatkovne blokove dijeli na fragmente čija veličina ovisi o protokolu, spaja kratke u jedan, a duge dijeli. Primjer: TCP, UDP.

Postoje mnoge klase protokola prijenosnog sloja, u rasponu od protokola koji pružaju samo osnovne funkcije prijenosa (na primjer, funkcije prijenosa podataka bez potvrde), do protokola koji osiguravaju isporuku višestrukih paketa podataka na odredište u pravilnom slijedu, multipleksiranje višestrukih podataka tokovi, pružaju mehanizam za kontrolu protoka podataka i jamče pouzdanost primljenih podataka.

Neki protokoli mrežnog sloja, koji se nazivaju protokoli bez povezivanja, ne jamče da će podaci biti isporučeni na odredište onim redoslijedom kojim ih je poslao izvorni uređaj. Neki transportni slojevi to rješavaju prikupljanjem podataka u ispravnom redoslijedu prije nego što ih proslijede sloju sesije. Multipleksiranje podataka znači da je prijenosni sloj sposoban istovremeno obraditi više tokova podataka (tokovi mogu dolaziti iz različitih aplikacija) između dva sustava. Mehanizam kontrole toka je mehanizam koji vam omogućuje reguliranje količine podataka koji se prenose iz jednog sustava u drugi. Protokoli prijenosnog sloja često imaju funkciju kontrole isporuke podataka, prisiljavajući primateljski sustav da šalje potvrde strani koja šalje da su podaci primljeni.

Rad protokola za uspostavu veze može se opisati na primjeru rada običnog telefona. Protokoli ove klase započinju prijenos podataka pozivanjem ili uspostavljanjem rute za pakete koji slijede od izvora do odredišta. Nakon toga počinje serijski prijenos podataka, a zatim se po završetku prijenosa veza prekida.

Protokoli bez povezivanja, koji šalju podatke koji sadrže potpune informacije o adresi u svakom paketu, rade slično sustavu pošte. Svako pismo ili paket sadrži adresu pošiljatelja i primatelja. Zatim svaki posrednički poštanski ured ili mrežni uređaj čita informacije o adresi i donosi odluku o usmjeravanju podataka. Pismo ili paket podataka prenosi se s jednog međuuređaja na drugi dok se ne isporuči primatelju. Protokoli bez povezivanja ne jamče da će informacije stići do primatelja redoslijedom kojim su poslane. Prijenosni protokoli odgovorni su za instaliranje podataka u odgovarajućem redoslijedu kada se koriste mrežni protokoli bez povezivanja.

Mrežni sloj Mrežni sloj)

Sloj 3 OSI mrežnog modela dizajniran je za definiranje putanje za prijenos podataka. Odgovoran za prevođenje logičkih adresa i imena u fizičke, određivanje najkraćih ruta, komutaciju i rutiranje, praćenje problema i zagušenja u mreži. Mrežni uređaj kao što je usmjerivač radi na ovoj razini.

Protokoli mrežnog sloja usmjeravaju podatke od izvora do odredišta.

Sloj podatkovne veze Sloj podatkovne veze)

Ovaj sloj je dizajniran da osigura interakciju mreža na fizičkom sloju i kontrolira pogreške koje se mogu pojaviti. Podatke primljene s fizičkog sloja pakira u okvire, provjerava njihovu cjelovitost, po potrebi ispravlja pogreške (šalje ponovljeni zahtjev za oštećeni okvir) i šalje ih mrežnom sloju. Sloj podatkovne veze može komunicirati s jednim ili više fizičkih slojeva, nadzirući i upravljajući tom interakcijom. Specifikacija IEEE 802 dijeli ovaj sloj na 2 podsloja - MAC (Media Access Control) regulira pristup zajedničkom fizičkom mediju, LLC (Logical Link Control) pruža uslugu mrežnog sloja.

U programiranju ova razina predstavlja upravljački program mrežne kartice; u operativnim sustavima postoji softversko sučelje za međusobnu interakciju kanala i mrežnih slojeva; ovo nije nova razina, već jednostavno implementacija modela za određeni OS . Primjeri takvih sučelja: ODI, NDIS

Fizička razina Fizički sloj)

Najniža razina modela namijenjena je izravnom prijenosu toka podataka. Prenosi električne ili optičke signale u kabelsku ili radio emisiju te ih, sukladno tome, prima i pretvara u bitove podataka u skladu s metodama kodiranja digitalnog signala. Drugim riječima, pruža sučelje između mrežnog medija i mrežnog uređaja.

Protokoli: IRDA, USB, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet (uključujući 10BASE-T, 10BASE2,

Glavna mana OSI-ja je loše osmišljen transportni sloj. Na njemu OSI omogućuje razmjenu podataka između aplikacija (uvod u koncept luka- identifikator aplikacije), međutim, mogućnost razmjene jednostavnih datagrama (tip UDP) nije predviđena u OSI-ju - transportni sloj mora formirati veze, osigurati isporuku, kontrolirati protok itd. (tip TCP). Pravi protokoli implementiraju ovu mogućnost.

TCP/IP obitelj

Obitelj TCP/IP ima tri transportna protokola: TCP, koji je u potpunosti usklađen s OSI-jem, osiguravajući provjeru prijema podataka, UDP, koji odgovara transportnom sloju samo prisutnošću porta, što omogućuje razmjenu datagrama između aplikacija , ali ne jamči primanje podataka, i SCTP, osmišljen kako bi prevladao neke od nedostataka TCP-a i u koji su dodane neke inovacije. (Postoji oko dvije stotine drugih protokola u obitelji TCP/IP, od kojih je najpoznatiji ICMP servisni protokol, koji se koristi za interne operativne potrebe; ostali također nisu transportni protokoli.)

Obitelj IPX/SPX

U obitelji IPX/SPX, priključci (zvani "utičnice" ili "utičnice") pojavljuju se u IPX protokolu mrežnog sloja, omogućujući razmjenu datagrama između aplikacija (operativni sustav rezervira neke od utičnica za sebe). SPX protokol, zauzvrat, nadopunjuje IPX sa svim ostalim mogućnostima prijenosnog sloja u potpunoj suglasnosti s OSI-jem.

Kao adresu glavnog računala, IPX koristi identifikator formiran od četverobajtnog mrežnog broja (koji dodjeljuju usmjerivači) i MAC adrese mrežnog adaptera.

DOD model

TCP/IP protokol protokola koji koristi pojednostavljeni četveroslojni OSI model.

Adresiranje u IPv6

Odredišne ​​i izvorne adrese u IPv6 duge su 128 bita ili 16 bajtova. Verzija 6 generalizira posebne vrste adresa verzije 4 u sljedeće vrste adresa:

• Unicast – individualna adresa. Definira jedan čvor - priključak računala ili usmjerivača. Paket mora biti dostavljen do čvora najkraćom rutom.
• Klaster – adresa klastera. Odnosi se na grupu čvorova koji dijele zajednički prefiks adrese (na primjer, priključeni na istu fizičku mrežu). Paket mora biti preusmjeren do grupe čvorova duž najkraćeg puta, a zatim isporučen samo jednom od članova grupe (na primjer, najbliži čvor).
• Multicast – adresa skupa čvorova, moguće u različitim fizičkim mrežama. Kopije paketa moraju se isporučiti svakom čvoru za biranje koristeći hardverske mogućnosti multicast ili broadcast dostave, ako je moguće.

Kao i IPv4, IPv6 adrese podijeljene su u klase na temelju vrijednosti najvažnijih bitova adrese.

Većina klasa rezervirana je za buduću upotrebu. Za praktičnu upotrebu najzanimljivija je klasa namijenjena pružateljima internetskih usluga, tzv Unicast dodijeljen davatelju usluga.

Adresa ove klase ima sljedeću strukturu:

Svakom davatelju internetskih usluga dodjeljuje se jedinstveni identifikator koji identificira sve mreže koje podržava. Zatim, pružatelj dodjeljuje jedinstvene identifikatore svojim pretplatnicima i koristi oba identifikatora kada dodjeljuje blok adresa pretplatnika. Pretplatnik sam dodjeljuje jedinstvene identifikatore svojim podmrežama i čvorovima tih mreža.

Pretplatnik može koristiti IPv4 tehniku ​​subnettinga za daljnju podjelu polja ID podmreže na manja polja.

Opisana shema približava IPv6 shemu adresiranja shemama koje se koriste u teritorijalnim mrežama, kao što su telefonske mreže ili X.25 mreže. Hijerarhija adresnih polja omogućit će glavnim usmjerivačima da rade samo s višim dijelovima adrese, ostavljajući obradu manje značajnih polja pretplatničkim usmjerivačima.

Najmanje 6 bajtova mora biti dodijeljeno za polje identifikatora računala kako bi se MAC adrese lokalne mreže mogle koristiti izravno u IP adresama.

Kako bi se osigurala kompatibilnost s IPv4 shemom adresiranja, IPv6 ima klasu adresa koje imaju 0000 0000 u najvažnijim bitovima adrese. Donja 4 bajta adrese ove klase moraju sadržavati IPv4 adresu. Usmjerivači koji podržavaju obje verzije adresa moraju osigurati prijevod prilikom prijenosa paketa s mreže koja podržava IPv4 adresiranje na mrežu koja podržava IPv6 adresiranje, i obrnuto.

Kritika

Sedmoslojni OSI model kritizirali su neki stručnjaci. Konkretno, u klasičnoj knjizi “UNIX. Vodič za administratore sustava" Evi Nemeth i drugi pišu:

… Dok su se ISO odbori svađali oko svojih standarda, iza njihovih leđa mijenjao se cijeli koncept umrežavanja i TCP/IP protokol se uvodio diljem svijeta. ...
…
I tako, kada su ISO protokoli konačno implementirani, pojavio se niz problema:
Ti su se protokoli temeljili na konceptima koji nemaju smisla u modernim mrežama.
Njihove su specifikacije u nekim slučajevima bile nepotpune.
Što se tiče funkcionalnosti, bili su inferiorni u odnosu na druge protokole.
Prisutnost višestrukih slojeva učinila je te protokole sporima i teškima za implementaciju.
…
... Sada čak i najvatreniji zagovornici ovih protokola priznaju da se OSI postupno kreće prema tome da postane fusnota na stranicama računalne povijesti.

Ovaj model je 1984. godine razvila Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO), a izvorno se zvao Open Systems Interconnection, OSI.
Model interakcije otvorenih sustava (zapravo model mrežne interakcije) je standard za projektiranje mrežnih komunikacija i pretpostavlja slojeviti pristup izgradnji mreža.
Svaka razina modela služi različitim fazama procesa interakcije. Podjelom na slojeve, OSI mrežni model olakšava zajednički rad hardvera i softvera. OSI model dijeli mrežne funkcije u sedam slojeva: aplikacija, prezentacija, sesija, transport, mreža, veza i fizički.

• Fizički sloj(Fizički sloj) – određuje način na koji su računala fizički povezana na mrežu. Funkcije alata koji pripadaju ovoj razini su bit-po-bit konverzija digitalnih podataka u signale koji se prenose putem fizičkog medija (primjerice, preko kabela), kao i sam prijenos signala.
• Sloj podatkovne veze(Sloj podatkovne veze) - odgovoran je za organiziranje prijenosa podataka između pretplatnika kroz fizički sloj, stoga su na ovoj razini predviđena sredstva za adresiranje koja omogućuju jedinstvenu identifikaciju pošiljatelja i primatelja u cijelom skupu pretplatnika povezanih na zajednički komunikacijska linija. Funkcije ove razine također uključuju naručivanje prijenosa u svrhu paralelnog korištenja jedne komunikacijske linije od strane više parova pretplatnika. Osim toga, alati sloja veze omogućuju provjeru grešaka koje se mogu pojaviti tijekom prijenosa podataka fizičkim slojem.
• Mrežni sloj(Network layer) - osigurava isporuku podataka između računala u mreži, koja je asocijacija različitih fizičkih mreža. Ova razina pretpostavlja prisutnost alata za logičko adresiranje koji vam omogućuju jedinstvenu identifikaciju računala u međusobno povezanoj mreži. Jedna od glavnih funkcija koje obavljaju alati na ovoj razini je ciljani prijenos podataka određenom primatelju.
• Transportni sloj(Transport layer) - provodi prijenos podataka između dva programa koji rade na različitim računalima, a pritom osigurava odsutnost gubitaka i dupliciranja informacija koje mogu nastati kao rezultat pogrešaka prijenosa nižih slojeva. Ako su podaci koji se prenose kroz transportni sloj fragmentirani, tada sredstva ovog sloja osiguravaju da su fragmenti sastavljeni ispravnim redoslijedom.
• Razina sesije (ili sesije).(Session layer) - omogućuje dvama programima održavanje dugotrajne komunikacije preko mreže, koja se naziva sesijom (session) ili sesijom. Ovaj sloj upravlja uspostavljanjem sesije, razmjenom informacija i prekidom sesije. Također je odgovoran za autentifikaciju, čime samo određenim pretplatnicima dopušta sudjelovanje u sesiji i pruža sigurnosne usluge za reguliranje pristupa informacijama o sesiji.
• Prezentacijski sloj(Prezentacijski sloj) - provodi međupretvorbu odlaznih podataka o poruci u opći format, koji se osigurava pomoću nižih razina, kao i obrnutu konverziju dolaznih podataka iz općeg formata u format razumljiv prijemnom programu.
• Aplikacijski sloj(Aplikacijski sloj) - pruža mrežne funkcije visoke razine kao što su prijenos datoteka, slanje e-pošte itd.

OSI model u jednostavnim terminima

OSI model je skraćenica za engleski Open System Interconnection, odnosno model za interakciju otvorenih sustava. Otvoreni sustavi mogu se shvatiti kao mrežna oprema (računala s mrežnim karticama, preklopnicima, usmjerivačima).
OSI mrežni model je nacrt (ili komunikacijski plan) za mrežne uređaje. OSI također igra ulogu u stvaranju novih mrežnih protokola, budući da služi kao standard za interakciju.
OSI se sastoji od 7 blokova (slojeva). Svaki blok ima svoju jedinstvenu ulogu u mrežnoj interakciji različitih mrežnih uređaja.
7 slojeva OSI modela: 1 - fizički, 2 - kanal, 3 - mreža, 4 - transport, 5 - sesija, 6 - prezentacija, 7 - aplikacija.
Svaka razina modela ima svoj skup mrežnih protokola (standarda prijenosa podataka) preko kojih uređaji na mreži razmjenjuju podatke.
Upamtite, što je mrežni uređaj složeniji, to pruža više mogućnosti, ali također zauzima više slojeva i kao rezultat toga radi sporije.

Mrežni modeli. Dio 1. OSI.

Svakako je bolje krenuti s teorijom, a zatim postupno prijeći na praksu. Stoga ćemo prvo razmotriti model mreže (teorijski model), a zatim ćemo podići zavjesu kako se teorijski model mreže uklapa u mrežnu infrastrukturu (mrežna oprema, korisnička računala, kabeli, radio valovi itd.).
Tako, mrežni model je model interakcije između mrežnih protokola. A protokoli su pak standardi koji određuju kako će različiti programi razmjenjivati ​​podatke.
Objasniću vam na primjeru: prilikom otvaranja bilo koje stranice na Internetu poslužitelj (na kojem se nalazi stranica koja se otvara) šalje podatke (hipertekstualni dokument) vašem pregledniku putem HTTP protokola. Zahvaljujući HTTP protokolu, vaš preglednik, primajući podatke od poslužitelja, zna kako ih treba obraditi i uspješno ih obrađuje, prikazujući vam traženu stranicu.
Ako još ne znate što je stranica na Internetu, objasnit ću vam ukratko: svaki tekst na web stranici omeđen je posebnim oznakama koje pregledniku govore koju veličinu teksta treba koristiti, njegovu boju, položaj na stranici (lijevo, desno ili u sredini). Ovo se ne odnosi samo na tekst, već i na slike, forme, aktivne elemente i općenito sav sadržaj, tj. što je na stranici. Preglednik, detektirajući oznake, postupa prema njihovim uputama i prikazuje obrađene podatke koji se nalaze u tim oznakama. Vi sami možete vidjeti oznake ove stranice (i ovaj tekst između oznaka), da biste to učinili, idite na izbornik svog preglednika i odaberite - pogledaj izvorni kod.
Nemojmo se previše ometati, "Mrežni model" je neophodna tema za one koji žele postati specijalisti. Ovaj članak se sastoji od 3 dijela i za vas sam se potrudio da ga napišem ne dosadno, jasno i kratko. Za detalje ili dodatna pojašnjenja pišite u komentarima na dnu stranice i sigurno ću vam pomoći.
Mi ćemo, kao iu Cisco Networking Academy, razmotriti dva mrežna modela: OSI model i TCP/IP model (ponekad zvan DOD), te ih ujedno usporediti.

OSI referentni mrežni model

OSI je kratica za Open System Interconnection. Na ruskom to zvuči ovako: Mrežni model interakcije otvorenih sustava (referentni model). Ovaj se model može sigurno nazvati standardnim. Ovo je model koji proizvođači mrežnih uređaja slijede kada razvijaju nove proizvode.
OSI mrežni model sastoji se od 7 slojeva, a uobičajeno je da se broji od dna.
Nabrojimo ih:
7. Aplikacijski sloj
6. Prezentacijski sloj
5. Sloj sesije
4. Transportni sloj
3. Mrežni sloj
2. Sloj podatkovne veze
1. Fizički sloj

Kao što je već spomenuto, mrežni model je model interakcije između mrežnih protokola (standarda), a na svakoj razini postoje vlastiti protokoli. Nabrajati ih je dosadan proces (i nema smisla), pa je bolje sve pogledati na primjeru, jer je s primjerima probavljivost materijala puno veća;)

Aplikacijski sloj

Aplikacijski sloj ili aplikacijski sloj je najviša razina modela. Komunicira korisničke aplikacije s mrežom. Ove aplikacije su nam svima poznate: pregledavanje interneta (HTTP), slanje i primanje pošte (SMTP, POP3), primanje i primanje datoteka (FTP, TFTP), udaljeni pristup (Telnet) itd.

Izvršna razina

Prezentacijski sloj ili prezentacijski sloj – pretvara podatke u odgovarajući format. Lakše je razumjeti na primjeru: te slike (sve slike) koje vidite na ekranu prenose se prilikom slanja datoteke u obliku malih dijelova jedinica i nula (bitova). Dakle, kada pošaljete fotografiju svom prijatelju e-poštom, protokol SMTP Application Layer šalje fotografiju nižem sloju, tj. na razinu prezentacije. Gdje se vaša fotografija pretvara u prikladan oblik podataka za niže razine, na primjer u bitove (jedinice i nule).
Na potpuno isti način, kada vaš prijatelj počne primati vašu fotografiju, ona će mu doći u obliku istih jedinica i nula, a Prezentacijski sloj je taj koji pretvara bitove u potpunu fotografiju, na primjer, JPEG.
Ovako ova razina radi s protokolima (standardima) za slike (JPEG, GIF, PNG, TIFF), kodiranja (ASCII, EBDIC), glazbu i video (MPEG) itd.

Sloj sesije

Sloj sesije ili sloj sesije - kao što naziv govori, organizira komunikacijsku sesiju između računala. Dobar primjer bi bila audio i video konferencija; na ovoj razini se utvrđuje kojim će se kodekom signal kodirati, a taj kodek mora biti prisutan na oba stroja. Drugi primjer je SMPP (Short message peer-to-peer protocol), koji se koristi za slanje dobro poznatih SMS i USSD zahtjeva. Zadnji primjer: PAP (Password Authentication Protocol) je stari protokol za slanje korisničkog imena i lozinke poslužitelju bez enkripcije.
Neću reći ništa više o razini sesije, inače ćemo zadubiti u dosadne značajke protokola. A ako vas one (značajke) zanimaju, pišite mi pisma ili ostavite poruku u komentarima tražeći od mene da detaljnije proširim temu, a novi članak neće dugo čekati;)

Transportni sloj

Prijenosni sloj – ovaj sloj osigurava pouzdanost prijenosa podataka od pošiljatelja do primatelja. Zapravo, sve je vrlo jednostavno, na primjer, komunicirate putem web kamere sa svojim prijateljem ili učiteljem. Postoji li potreba za pouzdanom isporukom svakog dijela prenesene slike? Naravno da ne, ako se izgubi nekoliko bitova iz streaming videa, to nećete ni primijetiti, čak se ni slika neće promijeniti (možda će se promijeniti boja jednog piksela od 900.000 piksela koji će treperiti brzinom od 24 slike u sekundi).
Sada dajmo ovaj primjer: prijatelj vam šalje (na primjer, poštom) važne informacije ili program u arhivi. Ovu arhivu preuzimate na svoje računalo. Ovdje je potrebna 100% pouzdanost, jer... ako se prilikom skidanja arhive izgubi par bitova, nećete je moći raspakirati, tj. izdvojiti potrebne podatke. Ili zamislite da pošaljete lozinku poslužitelju, a usput se izgubi jedan bit - lozinka će već izgubiti izgled, a značenje će se promijeniti.
Dakle, kada gledamo videozapise na internetu, ponekad vidimo neke artefakte, kašnjenja, šum itd. I kada čitamo tekst s web stranice, gubitak (ili iskrivljenje) slova nije prihvatljiv, a kada preuzimamo programe također sve ide bez grešaka.
Na ovoj razini istaknut ću dva protokola: UDP i TCP. UDP protokol (User Datagram Protocol) prenosi podatke bez uspostavljanja veze, ne potvrđuje isporuku podataka i ne vrši ponavljanja. TCP protokol (Transmission Control Protocol), koji prije prijenosa uspostavlja vezu, potvrđuje isporuku podataka, po potrebi je ponavlja te jamči cjelovitost i točan redoslijed preuzetih podataka.
Dakle, za glazbu, video, video konferencije i pozive koristimo UDP (podatke prenosimo bez provjere i bez kašnjenja), a za tekst, programe, lozinke, arhive itd. – TCP (prijenos podataka uz potvrdu prijema traje više vremena).

Mrežni sloj

Mrežni sloj - ovaj sloj određuje put kojim će se podaci prenositi. I, inače, ovo je treća razina OSI mrežnog modela, a postoje uređaji koji se nazivaju uređaji treće razine - ruteri.
Svi smo čuli za IP adresu, to je ono što IP (Internet Protocol) protokol radi. IP adresa je logična adresa na mreži.
Postoji dosta protokola na ovoj razini, a sve ćemo te protokole detaljnije ispitati kasnije, u posebnim člancima i s primjerima. Sada ću navesti samo nekoliko popularnih.
Baš kao što su svi čuli za IP adresu i naredbu ping, ovako funkcionira ICMP protokol.
Isti usmjerivači (s kojima ćemo raditi u budućnosti) koriste protokole ove razine za usmjeravanje paketa (RIP, EIGRP, OSPF).
Cijeli drugi dio CCNA (Exploration 2) tečaja govori o usmjeravanju.

Sloj podatkovne veze

Sloj podatkovne veze – potreban nam je za interakciju mreža na fizičkoj razini. Vjerojatno su svi čuli za MAC adresu; to je fizička adresa. Uređaji sloja veze - prekidači, čvorišta itd.
IEEE (Institut inženjera elektrotehnike i elektronike) definira sloj podatkovne veze kao dva podsloja: LLC i MAC.
LLC – Kontrola logičke veze, stvorena za interakciju s višom razinom.
MAC – Kontrola pristupa medijima, stvorena za interakciju s nižom razinom.
Objasnit ću na primjeru: vaše računalo (prijenosno računalo, komunikator) ima mrežnu karticu (ili neki drugi adapter), pa postoji upravljački program za interakciju s njim (s karticom). Driver je program - gornji podsloj razine veze, preko kojeg možete komunicirati s nižim razinama, odnosno s mikroprocesorom (hardverom) - nižim podslojem sloja veze.
Postoji mnogo tipičnih predstavnika na ovoj razini. PPP (Point-to-Point) je protokol za izravno povezivanje dva računala. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - standard prenosi podatke na udaljenosti do 200 kilometara. CDP (Cisco Discovery Protocol) je vlasnički protokol u vlasništvu tvrtke Cisco Systems, koji se može koristiti za otkrivanje susjednih uređaja i dobivanje informacija o tim uređajima.
Cijeli treći dio tečaja CCNA (Exploration 3) govori o uređajima druge razine.

Fizički sloj

Fizički sloj je najniža razina koja izravno prenosi tok podataka. Protokoli su nam svima dobro poznati: Bluetooth, IRDA (infracrvena komunikacija), bakrene žice (parica, telefonska linija), Wi-Fi itd.
Potražite detalje i specifikacije u budućim člancima i na CCNA tečaju. Cijeli prvi dio CCNA tečaja (Exploration 1) posvećen je OSI modelu.

Zaključak

Dakle, analizirali smo OSI mrežni model. U sljedećem dijelu ćemo prijeći na model TCP/IP mreže, on je manji, a protokoli su isti. Da biste uspješno prošli CCNA testove, morate napraviti usporedbu i identificirati razlike, što će biti učinjeno.

Nakon malo razmišljanja, odlučio sam ovdje objaviti članak s web stranice Network Problems. Tako da sve bude na jednom mjestu.

I opet zdravo, dragi prijatelji, danas ćemo shvatiti što je OSI mrežni model i za što je, zapravo, namijenjen.

Kao što vjerojatno već razumijete, moderne mreže su vrlo, vrlo složene, u njima se odvija mnogo različitih procesa, izvode se stotine akcija. Kako bi se pojednostavio proces opisivanja ove raznolikosti mrežnih funkcija (i, što je još važnije, kako bi se pojednostavio proces daljnjeg razvoja ovih funkcija), pokušalo se njihovo strukturiranje. Kao rezultat strukturiranja, sve funkcije koje obavlja računalna mreža podijeljene su u nekoliko razina, od kojih je svaka odgovorna samo za određeni, visoko specijalizirani niz zadataka. Ovdje se model mreže može usporediti sa strukturom poduzeća. Tvrtka je podijeljena na odjele. Svaki odjel obavlja svoje funkcije, ali je tijekom rada u kontaktu s drugim odjelima.

Razdvajanje funkcija pomoću mrežnog modela

OSI mrežni model dizajniran je na takav način da viši slojevi mrežnog modela koriste niže slojeve mrežnog modela za prijenos svojih informacija. Pravila po kojima slojevi modela komuniciraju nazivaju se mrežni protokoli. Mrežni protokol na određenoj razini modela može komunicirati ili s protokolima na vlastitoj razini ili s protokolima na susjednim razinama. Ovdje opet možemo povući analogiju s radom poduzeća. Tvrtka uvijek ima jasno uspostavljenu hijerarhiju, iako ne tako strogu kao u mrežnom modelu. Radnici na jednoj razini hijerarhije izvršavaju naloge primljene od radnika na višoj razini hijerarhije.

Interakcija između slojeva OSI mrežnog modela

Svaki uređaj koji radi na mreži može se predstaviti kao sustav koji radi na odgovarajućim razinama OSI modela. Štoviše, ovaj uređaj u svom radu može koristiti i sve razine OSI modela i samo neke od njegovih nižih razina. Obično, kada kažu da uređaj radi na određenoj razini modela, misle da radi na ovoj razini mrežnog modela i na svim razinama ispod nje.

Rad na nekim razinama OSI mrežnog modela

Kada dva različita mrežna uređaja međusobno komuniciraju, koriste protokole istih razina mrežnog modela, dok proces interakcije uključuje i protokole razine na kojoj se interakcija izravno događa i potrebne protokole svih temeljnih razina, budući da koriste se za prijenos podataka primljenih s viših razina.

Komunikacija između dva sustava iz perspektive OSI modela

Prilikom prijenosa informacija s gornje razine mrežnog modela na nižu razinu mrežnog modela, ovim korisnim informacijama dodaju se neke servisne informacije koje se nazivaju zaglavlje (na razini 2 dodaje se ne samo zaglavlje, već i trailer). Ovaj proces dodavanja servisnih informacija naziva se enkapsulacija. Prilikom primanja (prijenosa informacija s niže razine na gornju) te se servisne informacije odvajaju i dobivaju izvorni podaci. Taj se proces naziva deenkapsulacija. U svojoj srži, ovaj proces je vrlo sličan procesu slanja pisma poštom. Zamislite da svom prijatelju želite poslati pismo. Napišete pismo - ovo je korisna informacija. Kada ga šaljete poštom, zapakirate ga u kuvertu s adresom primatelja, odnosno dodate neki naslov uz korisne podatke. U biti, ovo je enkapsulacija. Po primitku vašeg pisma, vaš prijatelj ga dekapsulira – odnosno kida kovertu i iz nje vadi korisne podatke – vaše pismo.

Demonstracija principa enkapsulacije

OSI model dijeli sve funkcije koje se izvode tijekom interakcije sustava u 7 razina: Physical (Physical) - 1, Channel (Data link) -2, Network (mreža) - 3, Transport (transport) - 4, Session (Session) - 5, Prezentacija -6 i Primjena - 7.

Razine modela interakcije otvorenih sustava

Razmotrimo ukratko svrhu svake razine modela interakcije otvorenih sustava.

Aplikacijski sloj je točka preko koje aplikacije komuniciraju s mrežom (ulazna točka u OSI model). Pomoću ovog sloja OSI modela obavljaju se sljedeći zadaci: upravljanje mrežom, upravljanje zauzetošću sustava, upravljanje prijenosom datoteka, identifikacija korisnika njihovim lozinkama. Primjeri protokola na ovoj razini su: HTTP, SMTP, RDP, itd. Vrlo često protokoli aplikacijskog sloja istovremeno obavljaju funkcije prezentacijskog i protokola sloja sesije.

Ova razina je odgovorna za format prezentacije podataka. Grubo govoreći, pretvara podatke primljene iz aplikacijskog sloja u format prikladan za prijenos preko mreže (i, sukladno tome, izvodi obrnutu operaciju, pretvarajući informacije primljene s mreže u format prikladan za obradu od strane aplikacija).

Na ovoj razini odvija se uspostavljanje, održavanje i upravljanje komunikacijskom sesijom između dva sustava. Upravo je ova razina odgovorna za održavanje komunikacije između sustava tijekom cijelog vremenskog razdoblja tijekom kojeg se odvija njihova interakcija.

Protokoli na ovoj razini mrežnog modela OSI odgovorni su za prijenos podataka s jednog sustava na drugi. Na ovoj razini, veliki blokovi podataka podijeljeni su u manje blokove prikladne za obradu od strane mrežnog sloja (vrlo mali blokovi podataka kombinirani su u veće), ti su blokovi označeni u skladu s tim za njihov naknadni oporavak na primateljskom kraju. Također, kada se koriste odgovarajući protokoli, ovaj sloj može osigurati kontrolu nad isporukom paketa mrežnog sloja. Blok podataka s kojim ova razina radi obično se naziva segment. Primjeri protokola na ovoj razini su: TCP, UDP, SPX, ATP itd.

Ova razina je odgovorna za rutiranje (određivanje optimalnih ruta od jednog sustava do drugog) blokova podataka ove razine. Blok podataka na ovoj razini obično se naziva paket. Ova razina je također odgovorna za logičko adresiranje sustava (iste IP adrese), na temelju kojih se odvija usmjeravanje. Protokoli na ovoj razini uključuju: IP, IPX itd. Uređaji koji rade na ovoj razini uključuju usmjerivače.

Ovaj sloj je odgovoran za fizičko adresiranje mrežnih uređaja (MAC adrese), kontrolu pristupa mediju, kao i ispravljanje grešaka koje čini fizički sloj. Blok podataka koji se koristi na sloju podatkovne veze obično se naziva okvir. Ova razina uključuje sljedeće uređaje: sklopke (ne sve), mostove itd. Tipična tehnologija koja koristi ovu razinu je Ethernet.

Odašilje optičke ili električne impulse preko odabranog prijenosnog medija. Uređaji ove razine uključuju sve vrste repetitora i čvorišta.

Sam OSI model nije praktična implementacija; on samo pretpostavlja određeni skup pravila za interakciju komponenti sustava. Praktičan primjer implementacije skupa mrežnih protokola je skup protokola TCP/IP (kao i drugi manje uobičajeni skupovi protokola).

Mrežni model OSI(Open Systems Interconnection Basic Reference Model) je apstraktni mrežni model za komunikacije i razvoj mrežnih protokola.

Model se sastoji od 7 razina smještenih jedna iznad druge. Slojevi međusobno komuniciraju (okomito) preko sučelja, a mogu komunicirati i s paralelnim slojem drugog sustava (vodoravno) pomoću protokola. Svaka razina može komunicirati samo sa svojim susjedima i obavljati funkcije koje su samo njoj dodijeljene. Iako postoje i drugi modeli, većina današnjih proizvođača mreža dizajnira svoje proizvode na temelju ove strukture.

OSI razine

Svaki sloj OSI modela odgovoran je za dio procesa obrade za pripremu podataka za prijenos preko mreže.

Prema OSI modelu, tijekom procesa prijenosa podaci doslovno prolaze od vrha do dna kroz razine OSI modela računala pošiljatelja i gore kroz razine OSI modela računala primatelja. Obrnuti proces od enkapsulacije događa se na računalu primatelju. Bitovi stižu na fizički sloj OSI modela računala primatelja. Dok se podaci kreću kroz OSI slojeve računala primatelja, oni će doći do aplikacijskog sloja.

Razina	Ime	Opis 1	Opis 2
7.	Primijenjeno	To je razina na kojoj rade krajnji korisnici proizvoda. Nije ih briga kako se podaci prenose, zašto i preko kojeg mjesta... Rekli su "HOĆU!" - a mi, programeri, to im moramo osigurati. Kao primjer možemo uzeti bilo koju online igru: za igrača ona radi na ovoj razini.	Kada korisnik želi poslati podatke, kao što je e-pošta, aplikacijski sloj započinje proces enkapsulacije. Aplikacijski sloj odgovoran je za pružanje mrežnog pristupa aplikacijama. Informacija prolazi kroz gornja tri sloja i, kada stigne do transportnog sloja, smatra se podacima.
6.	Predstavnik (Uvod u XML, SMB)	Ovdje se programer bavi podacima primljenim s nižih razina. U osnovi, ovo je pretvaranje i predstavljanje podataka u obliku prilagođenom korisniku.
5.	Sesija (TLS, SSL certifikati za web stranicu, pošta, NetBios)	Ovaj sloj omogućuje korisnicima vođenje "komunikacijskih sesija". Odnosno, na ovoj razini prijenos paketa postaje transparentan programeru i on može, bez razmišljanja o implementaciji, izravno prenositi podatke kao čvrsti tok. Tu na scenu stupaju protokoli HTTP, FTP, Telnet, SMTP itd.
4.	Prijenos (TCP, UDP portovi)	Kontrolira prijenos podataka (mrežnih paketa). Odnosno, provjerava njihov integritet tijekom prijenosa, raspoređuje opterećenje itd. Ovaj sloj implementira protokole kao što su TCP, UDP, itd. Od najvećeg interesa za nas.	Na transportnom sloju podaci se raščlanjuju na segmente kojima se lakše upravlja ili PDU-ove transportnog sloja za uredan prijenos kroz mrežu. PDU opisuje podatke dok se pomiču s jednog sloja OSI modela na drugi. Osim toga, PDU prijenosnog sloja sadrži informacije kao što su brojevi priključaka, redni brojevi i brojevi rukovanja, koji se koriste za pouzdan prijenos podataka.
3.	Mreža (IP, ICMP dijagnostički protokol zagušenja mreže)	Logički kontrolira mrežno adresiranje, usmjeravanje itd. Trebao bi biti od interesa za programere novih protokola i standarda. Na ovoj razini implementirani su IP, IPX, IGMP, ICMP i ARP protokoli. Uglavnom kontroliraju upravljački programi i operativni sustavi. Naravno, vrijedi se uključiti, ali tek kada znate što radite i potpuno ste sigurni u sebe.	Na mrežnom sloju svaki segment koji dolazi iz transportnog sloja postaje paket. Paket sadrži logičko adresiranje i druge kontrolne podatke razine 3.
2.	Kanal (WI-FI, Što je Ethernet)	Ova razina kontrolira percepciju elektroničkih signala logikom (radio-elektronički elementi) hardverskih uređaja. To jest, interakcijom na ovoj razini, hardver pretvara tok bitova u električne signale i obrnuto. Nas to ne zanima jer ne razvijamo hardver, čipove itd. Razina se odnosi na mrežne kartice, mostove, preklopnike, usmjerivače itd.	Na sloju podatkovne veze svaki paket koji dolazi s mrežnog sloja postaje okvir. Okvir sadrži fizičku adresu i podatke za ispravljanje pogrešaka.
1.	Hardver (fizički) (laser, struja, radio)	Upravlja prijenosom fizičkih signala između hardverskih uređaja na mreži. To jest, kontrolira prijenos elektrona kroz žice. Nas to ne zanima, jer sve što je na ovoj razini kontrolira hardver (implementacija ove razine zadatak je proizvođača čvorišta, multipleksera, repetitora i druge opreme). Mi nismo radiofizičari amateri, već programeri igrica.	Na fizičkom sloju okvir postaje bit. Preko mrežnog okruženja, bitovi se prenose jedan po jedan.

Vidimo da što je viša razina, to je veći stupanj apstrakcije od prijenosa podataka do rada sa samim podacima. Ovo je cijela poanta OSI modela: kako se penjemo sve više i više na ljestvici, postajemo sve manje zabrinuti o tome kako se podaci prenose, postajemo sve više zainteresirani za same podatke, a ne za sredstva za njihov prijenos. . Kao programere, zainteresirani smo za slojeve 3, 4 i 5. Moramo koristiti alate koje oni pružaju za izgradnju slojeva 6 i 7 s kojima krajnji korisnici mogu raditi.

Mrežni sloj

Na razini OSI mreže implementirani su IP protokoli (Struktura internetskog protokola IPv4, IPv6), IPX, IGMP, ICMP, ARP.

Morate razumjeti zašto je postojala potreba za izgradnjom mrežnog sloja, zašto mreže izgrađene pomoću alata podatkovne veze i fizičkog sloja nisu mogle ispuniti zahtjeve korisnika.

Moguće je stvoriti složenu, strukturiranu mrežu s integracijom različitih osnovnih mrežnih tehnologija pomoću sloja veze: za to se mogu koristiti određene vrste mostova i preklopnika. Naravno, općenito se promet u takvoj mreži odvija nasumično, ali s druge strane, karakteriziraju ga i određeni obrasci. Obično u takvoj mreži neki korisnici koji rade na zajedničkom zadatku (na primjer, zaposlenici jednog odjela) najčešće postavljaju zahtjeve jedni drugima ili zajedničkom poslužitelju, a samo ponekad trebaju pristup računalnim resursima drugog odjelu. Stoga, ovisno o mrežnom prometu, računala na mreži podijeljena su u skupine koje se nazivaju mrežni segmenti. Računala se spajaju u grupu ako je većina njihovih poruka namijenjena (adresirana) računalima u istoj grupi. Mreža se može podijeliti na segmente mostovima i preklopnicima. Oni pregledavaju lokalni promet unutar segmenta, ne prenoseći okvire izvan njega, osim onih upućenih računalima koja se nalaze u drugim segmentima. Tako se jedna mreža dijeli na zasebne podmreže. Iz ovih podmreža u budućnosti se mogu izgraditi kompozitne mreže dovoljno velikih veličina.

Ideja podmreže je osnova za izgradnju kompozitnih mreža.

Mreža se zove kompozitni(internet ili internet), ako se može prikazati kao skup više mreža. Mreže koje čine složenu mrežu nazivaju se podmreže, sastavne mreže ili jednostavno mreže, od kojih svaka može raditi na vlastitoj tehnologiji sloja veze (iako to nije potrebno).

No, oživljavanje ove ideje uz pomoć repetitora, mostova i prekidača ima vrlo značajna ograničenja i nedostatke.

U mrežnoj topologiji izgrađenoj pomoću repetitora, mostova ili preklopnika ne bi trebalo biti petlji. Doista, most ili preklopnik mogu riješiti problem isporuke paketa primatelju samo kada postoji jedan put između pošiljatelja i primatelja. Iako je u isto vrijeme prisutnost redundantnih veza, koje tvore petlje, često neophodna za bolje balansiranje opterećenja, kao i za povećanje pouzdanosti mreže kroz formiranje rezervnih puteva.

Logički mrežni segmenti smješteni između mostova ili preklopnika slabo su međusobno izolirani. Nisu imuni na oluje emitiranja. Ako bilo koja stanica pošalje emitiranu poruku, tada se ta poruka šalje svim stanicama na svim logičkim segmentima mreže. Administrator mora ručno ograničiti broj emitiranih paketa koje određeni čvor smije generirati po jedinici vremena. U načelu, na neki način bilo je moguće eliminirati problem emitiranih oluja korištenjem mehanizma virtualne mreže (Konfiguriranje VLAN-a Debian D-Link), implementiranog u mnoge preklopnike. Ali u ovom slučaju, iako je moguće vrlo fleksibilno kreirati grupe stanica izoliranih prometom, one su potpuno izolirane, odnosno čvorovi jedne virtualne mreže ne mogu komunicirati s čvorovima druge virtualne mreže.

U mrežama izgrađenim na mostovima i preklopnicima prilično je teško riješiti problem upravljanja prometom na temelju vrijednosti podataka sadržanih u paketu. U takvim mrežama to je moguće samo korištenjem prilagođenih filtara, koji zahtijevaju da se administrator bavi binarnim prikazom sadržaja paketa.

Implementacija transportnog podsustava samo pomoću fizičkog sloja i sloja podatkovne veze, koji uključuje mostove i preklopnike, dovodi do nedovoljno fleksibilnog, jednorazinskog sustava adresiranja: MAC adresa se koristi kao adresa stanice primatelja - adresa koji je čvrsto povezan s mrežnim adapterom.

Svi gore navedeni nedostaci mostova i preklopnika povezani su samo s činjenicom da rade koristeći protokole na razini veze. Stvar je u tome što ovi protokoli ne definiraju eksplicitno koncept dijela mreže (ili podmreže, ili segmenta), koji bi se mogao koristiti pri strukturiranju velike mreže. Stoga su programeri mrežne tehnologije odlučili povjeriti zadatak izgradnje kompozitne mreže novoj razini - razini mreže.