Przełącznik działa na poziomie modelu osi. Model referencyjny OSI. Terminologia dotycząca bloku danych

W narzędziu sudo, które służy do organizowania wykonywania poleceń w imieniu innych użytkowników, została zidentyfikowana luka (CVE-2019-18634), co pozwala na zwiększenie uprawnień w systemie. Problematyczne […]

Wydanie WordPress 5.3 ulepsza i rozszerza edytor bloków wprowadzony w WordPress 5.0 o nowy blok, bardziej intuicyjną interakcję i lepszą dostępność. Nowe funkcje w edytorze […]

Po dziewięciu miesiącach rozwoju dostępny jest pakiet multimedialny FFmpeg 4.2, który zawiera zestaw aplikacji i zbiór bibliotek do operacji na różnych formatach multimedialnych (nagrywanie, konwertowanie i […]

Dostępne są nowe wersje usług BIND, które zawierają poprawki błędów i ulepszenia funkcji. Nowe wydania można pobrać ze strony pobierania na stronie dewelopera: […]

Exim to agent przesyłania komunikatów (MTA) opracowany na Uniwersytecie w Cambridge do użytku w systemach Unix podłączonych do Internetu. On jest w Darmowy dostęp zgodnie z […]

Po prawie dwóch latach rozwoju zaprezentowano wydanie ZFS na Linuksie 0.8.0, implementację systemu plików ZFS, zaprojektowaną jako moduł dla jądra Linuksa. Moduł został przetestowany z jądrami Linuksa od 2.6.32 do […]

Grupa zadaniowa IETF (Internet Engineering Task Force), która opracowuje protokoły i architekturę internetową, ukończyła dokument RFC dla protokołu ACME (Automatic Certyfikat Management Environment) […]

Kontrolowany przez społeczność urząd certyfikacji non-profit Let’s Encrypt, który bezpłatnie udostępnia każdemu certyfikaty, podsumował wyniki minionego roku i opowiedział o planach na 2019 rok. […]

Model sieci OSI(podstawowy model referencyjny połączenia systemów otwartych - podstawowy model referencyjny interakcji systemy otwarte, skr. EMVOS; 1978) - model sieciowy stosu protokołów sieciowych OSI/ISO (GOST R ISO/IEC 7498-1-99).

Ogólna charakterystyka modelu OSI

Ze względu na przedłużający się rozwój protokołów OSI, głównym obecnie używanym stosem protokołów jest protokół TCP/IP, który został opracowany przed przyjęciem modelu OSI i bez połączenia z nim.

Pod koniec lat 70. na świecie istniała już duża liczba zastrzeżonych stosów protokołów komunikacyjnych, w tym na przykład tak popularne stosy jak DECnet, TCP/IP i SNA. Ta różnorodność narzędzi do pracy w sieci wysunęła na pierwszy plan problem niezgodności pomiędzy urządzeniami korzystającymi z różnych protokołów. Za jeden ze sposobów rozwiązania tego problemu uważano wówczas ogólne przejście na jeden wspólny dla wszystkich systemów stos protokołów, stworzony z uwzględnieniem wad istniejących stosów. To akademickie podejście do tworzenia nowego stosu rozpoczęło się wraz z opracowaniem modelu OSI i trwało siedem lat (od 1977 do 1984). Celem modelu OSI jest zapewnienie uogólnionej reprezentacji narzędzi komunikacji sieciowej. Został opracowany jako rodzaj uniwersalnego języka dla specjalistów sieciowych, dlatego nazywany jest modelem referencyjnym. W modelu OSI dzieli się na środki interakcji siedem warstw: aplikacja, prezentacja, sesja, transport, sieć, łącze i fizyczna. Każda warstwa dotyczy bardzo specyficznego aspektu interakcji urządzeń sieciowych.

Aplikacje mogą implementować własne protokoły komunikacyjne, wykorzystując w tym celu wielopoziomowy zestaw narzędzi systemowych. W tym celu programistom udostępniany jest interfejs programu aplikacyjnego (API). Zgodnie z idealną konstrukcją modelu OSI, aplikacja może wysyłać żądania tylko do warstwy najwyższej – aplikacji, jednak w praktyce wiele stosów protokołów komunikacyjnych umożliwia programistom bezpośredni dostęp do usług, czyli usług znajdujących się poniżej warstw. Na przykład niektóre systemy DBMS mają wbudowane narzędzia zdalny dostęp do plików. W takim przypadku aplikacja nie korzysta z systemowej usługi plików podczas uzyskiwania dostępu do zdalnych zasobów; omija górne warstwy modelu OSI i bezpośrednio adresuje narzędzia systemowe odpowiedzialne za transport komunikatów w sieci, które zlokalizowane są w niższych warstwach modelu OSI. Załóżmy więc, że aplikacja na hoście A chce komunikować się z aplikacją na hoście B. W tym celu aplikacja A wysyła żądanie do warstwy aplikacji, takiej jak usługa plikowa. Na podstawie tego żądania oprogramowanie poziomu aplikacji generuje komunikat w standardowym formacie. Aby jednak dostarczyć tę informację do miejsca przeznaczenia, pozostaje jeszcze wiele zadań do rozwiązania, za które odpowiedzialność ponoszą niższe szczeble. Po wygenerowaniu wiadomości warstwa aplikacji przekazuje ją w dół stosu do warstwy prezentacji. Protokół warstwy prezentacji na podstawie informacji otrzymanych z nagłówka komunikatu warstwy aplikacji wykonuje wymagane działania i dodaje do komunikatu własne. oficjalna informacja- nagłówek warstwy prezentacji, który zawiera instrukcje dotyczące protokołu warstwy prezentacji maszyny docelowej. Powstały komunikat przekazywany jest do warstwy sesji, która z kolei dodaje swój nagłówek itp. (Niektóre implementacje protokołów umieszczają informację o usłudze nie tylko na początku wiadomości w formie nagłówka, ale także na końcu w formie tzw. trailera.) W końcu przekaz dociera na niższy, fizyczny poziom, który de facto przekazuje go liniami komunikacyjnymi do maszyny odbiorcy. W tym momencie przekaz jest „zarośnięty” nagłówkami wszystkich poziomów.

Warstwa fizyczna umieszcza komunikat na fizycznym interfejsie wyjściowym komputera 1 i rozpoczyna on swoją „podróż” po sieci (do tego momentu komunikat był przesyłany z jednej warstwy do drugiej w obrębie komputera 1). Kiedy nadejdzie wiadomość sieciowa o godz interfejs wejściowy komputer 2, jest odbierany przez jego warstwę fizyczną i sekwencyjnie przechodzi z poziomu na poziom. Każdy poziom analizuje i przetwarza nagłówek swojego poziomu, wykonując odpowiednie funkcje, a następnie usuwa ten nagłówek i przekazuje komunikat na wyższy poziom. Jak widać z opisu, jednostki protokołu tego samego poziomu nie komunikują się ze sobą bezpośrednio; w tę komunikację zawsze zaangażowani są pośrednicy – ​​narzędzia protokołów niższych poziomów. I tylko fizyczne poziomy różnych węzłów oddziałują bezpośrednio.

Warstwy modelu OSI

W literaturze najczęściej opisuje się warstwy modelu OSI zaczynając od warstwy 7, zwanej warstwą aplikacji, w której aplikacje użytkownika uzyskują dostęp do sieci. Model OSI kończy się na warstwie I – fizycznej, która definiuje standardy wymagane przez niezależnych producentów dla nośników transmisji danych:

• rodzaj medium transmisyjnego (kabel miedziany, światłowód, powietrze radiowe itp.),
• rodzaj modulacji sygnału,
• poziomy sygnałów logicznych stanów dyskretnych (zero i jeden).

Każdy protokół modelu OSI musi współdziałać albo z protokołami w swojej warstwie, albo z protokołami o jedną jednostkę wyższą i/lub niższą od swojej warstwy. Interakcje z protokołami jednego poziomu nazywane są poziomymi, a z poziomami o jeden wyższym lub niższymi - pionowymi. Dowolny protokół modelu OSI może realizować jedynie funkcje swojej warstwy i nie może pełnić funkcji innej warstwy, czego nie pełnią protokoły modeli alternatywnych.

Każdy poziom, z pewnym stopniem konwencji, odpowiada swojemu własnemu operandowi – logicznie niepodzielnemu elementowi danych, który odrębny poziom można działać w ramach modelu i stosowanych protokołów: na poziomie fizycznym najmniejszą jednostką jest bit, na poziomie łącza danych informacje łączone są w ramki, na poziomie sieci – w pakiety (datagramy), na poziomie poziom transportu - na segmenty. Dowolny fragment danych logicznie połączony w celu transmisji – ramka, pakiet, datagram – jest uważany za wiadomość. To wiadomości w ogólna perspektywa są operandami warstw sesji, prezentacji i aplikacji.

Podstawowe technologie sieciowe obejmują warstwę fizyczną i łącze danych.

Warstwa aplikacji

Warstwa aplikacji (warstwa aplikacji) – najwyższy poziom modelu, zapewniający interakcję aplikacji użytkownika z siecią:

• Zezwala aplikacjom na korzystanie z usług sieciowych:
  • zdalny dostęp do plików i baz danych,
  • wysyłka E-mail;
• jest odpowiedzialny za przesyłanie informacji serwisowych;
• dostarcza aplikacjom informacje o błędach;
• generuje zapytania do warstwy prezentacji.

Protokoły poziomu aplikacji: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET i inne.

Warstwa prezentacji

Warstwa prezentacji zapewnia konwersję protokołów oraz kodowanie/dekodowanie danych. Żądania aplikacji otrzymane z warstwy aplikacji są konwertowane na format do transmisji w sieci w warstwie prezentacji, a dane otrzymane z sieci są konwertowane na format aplikacji. Warstwa ta może wykonywać kompresję/dekompresję lub szyfrowanie/deszyfrowanie, a także przekierowywać żądania do innego zasobu sieciowego, jeśli nie mogą one zostać przetworzone lokalnie.

Warstwa prezentacji jest zwykle protokołem pośrednim służącym do przekształcania informacji z sąsiednich warstw. Umożliwia to wymianę pomiędzy aplikacjami na heterogenicznych systemy komputerowe w sposób przejrzysty dla aplikacji. Warstwa prezentacji zapewnia formatowanie i transformację kodu. Formatowanie kodu służy do zapewnienia, że ​​aplikacja otrzyma informacje do przetworzenia, które mają dla niej sens. W razie potrzeby warstwa ta może wykonać translację z jednego formatu danych na inny.

Warstwa prezentacji zajmuje się nie tylko formatami i prezentacją danych, ale także strukturami danych używanymi przez programy. Zatem warstwa 6 zapewnia organizację danych podczas ich wysyłania.

Aby zrozumieć, jak to działa, wyobraźmy sobie, że istnieją dwa systemy. Jeden używa EBCDIC, takiego jak komputer mainframe IBM, do reprezentowania danych, a drugi używa ASCII (używa go większość innych producentów komputerów). Jeśli te dwa systemy muszą wymieniać informacje, potrzebna jest warstwa prezentacji, która przeprowadzi konwersję i tłumaczenie między dwoma różnymi formatami.

Kolejną funkcją realizowaną w warstwie prezentacyjnej jest szyfrowanie danych, które stosuje się w przypadkach, gdy konieczne jest zabezpieczenie przesyłanych informacji przed dostępem osób nieupoważnionych. Aby zrealizować to zadanie, procesy i kod w warstwie prezentacji muszą przeprowadzić transformację danych. Na tym poziomie istnieją inne procedury, które kompresują teksty i konwertują grafikę na strumienie bitów, aby można je było przesyłać w sieci.

Standardy warstwy prezentacji definiują również sposób prezentacji obrazy graficzne. Do tych celów można wykorzystać format PICT – format obrazu służący do przesyłania grafiki QuickDraw pomiędzy programami.

Innym formatem reprezentacji jest powszechnie używany format pliku obrazu TIFF ze znacznikami obrazy rastrowe Z wysoka rozdzielczość. Kolejnym standardem warstwy prezentacji, który można zastosować w przypadku obrazów graficznych, jest ten opracowany przez Joint Photographic Expert Group; w codziennym użyciu standard ten nazywany jest po prostu JPEG.

Istnieje inna grupa standardów poziomu prezentacji, które definiują sposób prezentacji fragmentów audio i filmowych. Obejmuje to interfejs elektroniczny instrumenty muzyczne(Musical Instrument Digital Interface, MIDI) do cyfrowej reprezentacji muzyki, standard MPEG opracowany przez Motion Picture Experts Group, używany do kompresji i kodowania klipów wideo na płytach CD, przechowywania ich w postaci cyfrowej i przesyłania z szybkością do 1,5 Mbit/s s, a QuickTime to standard opisujący elementy audio i wideo w programach działających na komputerach Macintosh i PowerPC.

Protokoły warstwy prezentacji: AFP – protokół Apple Filing, ICA – niezależna architektura obliczeniowa, LPP – lekki protokół prezentacji, NCP – protokół NetWare Core, NDR – reprezentacja danych sieciowych, XDR – eXternal Data Representation, X.25 PAD – protokół asemblera/deasemblera pakietów .

Warstwa sesji

Warstwa sesyjna modelu zapewnia utrzymanie sesji komunikacyjnej, umożliwiając aplikacjom interakcję ze sobą przez długi czas. Warstwa zarządza tworzeniem/zakończeniem sesji, wymianą informacji, synchronizacją zadań, określaniem uprawnień do przesyłania danych i utrzymywaniem sesji w okresach bezczynności aplikacji.

Protokoły warstwy sesji: ADSP (protokół strumienia danych AppleTalk), ASP (protokół sesji AppleTalk), H.245 (protokół kontroli połączeń dla komunikacji multimedialnej), ISO-SP (protokół warstwy sesji OSI (X.225, ISO 8327)), iSNS (Internet Storage Name Service), L2F (protokół przekazywania warstwy 2), L2TP (protokół tunelowania warstwy 2), NetBIOS (podstawowy system wejścia i wyjścia sieci), PAP (protokół uwierzytelniania hasłem), PPTP (protokół tunelowania punktu-punkt), RPC (protokół zdalnego wywołania procedury), RTCP (protokół kontroli transportu w czasie rzeczywistym), SMPP (krótki komunikat peer-to-peer), SCP (protokół kontroli sesji), ZIP (protokół informacji o strefie), SDP (protokół Sockets Direct]) .

Warstwa transportowa

Warstwa transportowa modelu została zaprojektowana tak, aby zapewnić niezawodny transfer danych od nadawcy do odbiorcy. Jednakże poziom niezawodności może się znacznie różnić. Istnieje wiele klas protokołów warstwy transportowej, począwszy od protokołów zapewniających jedynie podstawowe funkcje transportowe (na przykład funkcje przesyłania danych bez potwierdzenia), po protokoły zapewniające dostarczanie wielu pakietów danych do miejsca docelowego we właściwej kolejności, multipleksowanie wielu danych strumieni, zapewniają mechanizm kontroli przepływu danych i gwarantują niezawodność odbieranych danych. Na przykład UDP ogranicza się do monitorowania integralności danych w obrębie jednego datagramu i nie wyklucza możliwości utraty całego pakietu, zduplikowania pakietów lub zakłócenia kolejności odbierania pakietów danych; TCP zapewnia niezawodną ciągłą transmisję danych, eliminując utratę danych lub zakłócenie kolejności ich nadejścia lub duplikację; może redystrybuować dane, dzieląc duże porcje danych na fragmenty i odwrotnie, łącząc fragmenty w jeden pakiet.

Protokoły warstwy transportowej: ATP (AppleTalk Transaction Protocol), CUDP (Cyclic UDP), DCCP (Datagram Congestion Control Protocol), FCP (Fiber Channel|Fiber Channel Protocol), IL (IL Protocol), NBF (protokół NetBIOS Frames), NCP ( NetWare Core Protocol), SCTP (protokół transmisji kontroli strumienia), SPX (sekwencyjna wymiana pakietów), SST (transport strumienia strukturalnego), TCP (protokół kontroli transmisji), UDP (protokół datagramów użytkownika).

Warstwa sieci

Warstwa sieciowa (lang-en|network Layer) modelu ma za zadanie wyznaczać ścieżkę transmisji danych. Odpowiedzialny za tłumaczenie adresów i nazw logicznych na fizyczne, wyznaczanie najkrótszych tras, przełączanie i routing, monitorowanie problemów i zatorów w sieci.

Protokoły warstwy sieciowej kierują dane ze źródła do miejsca docelowego. Urządzenia (routery) działające na tym poziomie są umownie nazywane urządzeniami trzeciego poziomu (w oparciu o numer poziomu w modelu OSI).

Protokoły warstwy sieciowej: IP/IPv4/IPv6 (protokół internetowy), IPX (Internetwork Packet Exchange), X.25 (częściowo zaimplementowane w warstwie 2), CLNP (bezpołączeniowy protokół sieciowy), IPsec (Internet Protocol Security). Protokoły routingu - RIP (protokół informacji o routingu), OSPF (najpierw otwórz najkrótszą ścieżkę).

Warstwa łącza danych

Warstwa łącza danych ma za zadanie zapewnić interakcję sieci na poziomie fizycznym i kontrolę błędów, które mogą wystąpić. Dane otrzymane z warstwy fizycznej, przedstawione w bitach, pakuje w ramki, sprawdza ich integralność i w razie potrzeby koryguje błędy (formuje wielokrotne żądanie uszkodzonej ramki) i przesyła je do warstwy sieciowej. Warstwa łącza danych może komunikować się z jedną lub większą liczbą warstw fizycznych, monitorując tę ​​interakcję i zarządzając nią.

Specyfikacja IEEE 802 dzieli tę warstwę na dwie podwarstwy: MAC (Media Access Control) reguluje dostęp do współdzielonego nośnika fizycznego, LLC (logiczna kontrola łącza) zapewnia obsługę warstwy sieciowej.

Na tym poziomie działają przełączniki, mosty i inne urządzenia. Mówi się, że te urządzenia korzystają z adresowania warstwy 2 (w oparciu o numer warstwy w modelu OSI).

Protokoły warstwy łącza: ARCnet, ATM (tryb transferu asynchronicznego), sieć kontrolerów (CAN), Econet, IEEE 802.3 (Ethernet), automatyczne przełączanie zabezpieczeń Ethernet (EAPS), światłowodowy interfejs danych rozproszonych (FDDI), Frame Relay, High-Level Kontrola łącza danych (HDLC), IEEE 802.2 (zapewnia funkcje LLC dla warstw IEEE 802 MAC), procedury dostępu do łącza, kanał D (LAPD), bezprzewodowa sieć LAN IEEE 802.11, LocalTalk, wieloprotokołowe przełączanie etykiet (MPLS), protokół punkt-punkt (PPP), protokół Point-to-Point przez Ethernet (PPPoE), StarLan, Token Ring, jednokierunkowe wykrywanie łącza (UDLD), x.25]], ARP.

W programowaniu ten poziom reprezentuje sterownik karty sieciowej, w system operacyjny Istnieje interfejs oprogramowania do interakcji pomiędzy warstwami kanału i sieci. Nie jest to nowy poziom, a po prostu implementacja modelu pod konkretny system operacyjny. Przykłady takich interfejsów: ODI, NDIS, UDI.

Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna – najniższy poziom modelu, który determinuje sposób przesyłania danych prezentowanych w dwójkowy z jednego urządzenia (komputera) na drugie. W opracowywaniu takich metod biorą udział różne organizacje, m.in.: Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników, Stowarzyszenie Przemysłu Elektronicznego, Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych i inne. Przesyła sygnały elektryczne lub optyczne do transmisji kablowej lub radiowej i odpowiednio je odbiera i przetwarza na bity danych zgodnie z metodami kodowania sygnały cyfrowe.

Na tym poziomie działają również koncentratory]], wzmacniacze sygnału i konwertery mediów.

Funkcje warstwy fizycznej są zaimplementowane na wszystkich urządzeniach podłączonych do sieci. Po stronie komputera funkcje warstwy fizycznej są realizowane przez kartę sieciową lub Port szeregowy. Warstwa fizyczna odnosi się do interfejsów fizycznych, elektrycznych i mechanicznych pomiędzy dwoma systemami. Warstwa fizyczna definiuje takie rodzaje mediów transmisji danych jak światłowód, skrętka, kabel koncentryczny, satelitarne łącze danych itp. Standardowe typy interfejsów sieciowych związanych z warstwą fizyczną to :)