Сетевая модель OSI

Процесс передачи данных разделен на семь уровней со своими подразделами

Физический
Канальный
Сетевой
Транспортный
Сеансовый
Уровень представления
Прикладной

Движение идет как снизу вверх (от физического до прикладного) так и сверху вниз (от прикладного до физического)

Грубо говоря - Уровень проводов.

Процесс передачи физических сигналов: ток, свет, радио. От источника к получателю.

На этом уровне работают протокол Ethernet (описывает, как сигналы кодируются, передаются по проводам и т.д.), Bluetooth, WiFi, инфракрасный порт.

Сетевые устройства L1 - это HUB (концентратор), Repeater (повторитель) и коммутаторы (глупые железяки без мозгов).

Работает с потоком битов, получаемые от более высокого канального уровня, через межуровневые интерфейс.

Задача - выполнить кодирование и передачу информации с использование с конкретной серды передачи данных, например, витая пара, беспроводная среда передачи, оптические линии связи.

Получив физический сигнал состояний из напряжения разной амплитуды, воле и радиочастот, необходимо перекодировать это все в биты, которые сможет понять компьютер.

На этом уровне проверяются и исправляются ошибки передачи. frame-кадр -полезные данные к которым добавлена дополнительная служебная информация, например, адрес отправителя и получателя.

Чаще всего такая информация состоит из идентификаторов MAC-адресов: они состоят из 48-бит и выглядят примерно так (00:16:52:00:1F:03)

Пример - почтовый конверт. Внутри него - письмо - это данные, а на самом конверте написаны адреса - это и есть служебная информация.

MAC-адреса нужны, чтобы идентифицировать устройства в одной сети - это адрес устройства на уровне L2.

Сетевые устройства L2 - коммутаторы и мосты (нужны для передачи frame нужному адресату), Ethernet, протоколы PPP, CDP, MPLS и другие.

Отвечает за установление логического соединения, за передачу данных с согласованием скоростей, обнаружением и коррекцией ошибок между двумя взаимодействующими узлами, которы связаны одной и той же канальной технологией.

Для сетей с разделяемой средой передачи (Ethernet) также проверяет доступность разделяемой среды.

Разделяемая среда передачи данных — это способ организации работы сети, при котором несколько узлов используют один общий канал связи. В такой системе сообщение от одного узла достигает всех остальных узлов сети.

Единица измерения - кадр.

На этом уровне работает маршрутизация трафика.

Пример: Пытаемся зайти на сайт -→ Отправляем DNS-запрос -→получаем в ответ IP-адрес и подставляем его в пакет.

То есть, если на канальном уровне у нас первичным были Mac-адреса, то под ними, на сетевом уровне находятся IP-адреса - те же данные, но на другом уровне.

К примеру с конвертом - в самом конверте у нас не само письмо, а еще один конверт, только в полях отправителя и получателя написаны адреса другого уровня - сетевого.

Процесс, когда данные передаются с верхних уровней на нижние, называется инкапсуляция данных. Обратный процесса называется декапсуляция данных.

То есть, на каждом уровне внутрь кладется та самая дополнительная полезная информация, чтобы при переходе на другой уровень было понятно, что с ним делать.

Именно на сетевом уровне, при помощи протокола ICMP можно использовать команду ping, для получения и проверки проблем в сети.

Сетевые устройства L3 - маршрутизатор и протоколы маршрутизации (RIP, OSPF. EIGRP и другие), которые занимаются передачей данных от источника к получателю между разными сетями.

Обеспечивает передачу данных по сети - предназначен для надежной передачи данных от отправителя до получателя.

Тут работают протоколы UDP и TCP - разница лишь в том, что различный транспорт применяется для разной категории трафика:

Трафик чувствителен к потере? = TCP
Небольшие потери не критичны и важна скорость? = UDP

TCP (Transmission Control Protocol) - нужен, чтобы данные доставлялись целиком.

Работает по принципу трехстороннего рукопожатия:

syn (клиент-сервер) - отправляющая сторона делает запрос на установление соединения;
syn ack (сервер-клиент) - получатель подтверждает запрос и отправляет обратно ответ;
ack (клиент-сервер) - отклик отправителя, что ответ дошел -→ После этого начинается передача данных

Является основным протоколом данных, так что используется почти везде.

UDP (User Datagram Protocol) - более простой протокол, где информация передается без предварительного создания соединения, и не гарантирует доставку всех пакетов. Так же, в данном протоколе данные отправляются не последовательно, а так есть, и все вместе дает максимальную скорость передачи данных.

Часто используется в стриминговом показе видео, конференциях, в звонках, где потеря пары сегментов некритично.

Управляет соединениями-сессиями - отвечает за установку, поддержку и грамотное завершение сеанса связи между приложениями.

Сопоставляет и устанавливается, каким кодеком будет кодироваться сигнал, т.к. этот кодек должен быть у всех участников соединения.

Преобразовывает форматы сообщений - кодирование или сжатие. (jpeg или gif)

Работает как переводчик и упаковщик - любые данные, должны дойти до другого собеседника в таком виде, чтобы их понял конечный получатель-устройство.

Визуал всех программ, приложений и остального.

~~Распологаются~~Располагаются сетевые службы, которые помогают конечному пользователю серфить в интернете. Например: Telnet, LPD, TFTP, NFS, DNS, DHCP, SNMP, XWINDOW.

Главными протоколами данного уровня являются HTTPS, HTTP, FTP и SMTP.

Этот уровень нужен, чтобы приложения имели доступ к сетевым службам (доступ к файлам, пересылки почтовых писем, запросы к базам данных).