Prepínač funguje na úrovni modelu osi. Referenčný model OSI. Terminológia pri označovaní bloku údajov

V nástroji sudo používanom na organizáciu vykonávania príkazov v mene iných používateľov bola identifikovaná zraniteľnosť (CVE-2019-18634), ktorá vám umožňuje zvýšiť vaše privilégiá v systéme. Problém […]

Vydanie WordPress 5.3 zlepšuje a rozširuje editor blokov predstavený vo WordPress 5.0 o nový blok, intuitívnejšiu interakciu a vylepšenú dostupnosť. Nové funkcie v editore […]

Po deviatich mesiacoch vývoja je k dispozícii multimediálny balík FFmpeg 4.2, ktorý obsahuje sadu aplikácií a kolekciu knižníc pre operácie s rôznymi multimediálnymi formátmi (napaľovanie, konvertovanie a […]

K dispozícii sú nové servisné vydania BIND, ktoré obsahujú opravy chýb a vylepšenia funkcií. Nové vydania si môžete stiahnuť zo stránky na stiahnutie na webovej stránke vývojára: […]

Exim je agent prenosu správ (MTA) vyvinutý na University of Cambridge na použitie v systémoch Unix pripojených k internetu. On je v voľný prístup v súlade s […]

Po takmer dvoch rokoch vývoja je vydaný ZFS na Linuxe 0.8.0, implementácia súborového systému ZFS zabalená ako modul pre linuxové jadro. Modul bol testovaný s linuxovými jadrami od 2.6.32 do […]

IETF (Internet Engineering Task Force), ktorá vyvíja protokoly a architektúru internetu, dokončila vytvorenie RFC pre ACME (Automatic Certificate Management Environment) […]

Let’s Encrypt, nezisková certifikačná autorita kontrolovaná komunitou a poskytujúca certifikáty bezplatne každému, zhrnula uplynulý rok a hovorila o plánoch na rok 2019. […]

Model siete OSI(základný referenčný model prepojenia otvorených systémov - základný referenčný model interakcie otvorené systémy, skr. EMWOS; 1978) - sieťový model zásobníka sieťových protokolov OSI / ISO (GOST R ISO / IEC 7498-1-99).

Všeobecné charakteristiky modelu OSI

V dôsledku zdĺhavého vývoja protokolov OSI je v súčasnosti používaný hlavný zásobník protokolov TCP/IP, ktorý bol vyvinutý pred prijatím modelu OSI a mimo neho.

Koncom 70-tych rokov už vo svete existovalo veľké množstvo zásobníkov proprietárnych komunikačných protokolov, z ktorých možno spomenúť napríklad také populárne zásobníky ako DECnet, TCP / IP a SNA. Takáto rozmanitosť nástrojov vzájomnej spolupráce priniesla do popredia problém nekompatibility medzi zariadeniami používajúcimi rôzne protokoly. Jeden zo spôsobov riešenia tohto problému v tom čase bol vnímaný ako všeobecný prechod na jeden spoločný protokolový zásobník pre všetky systémy, vytvorený s prihliadnutím na nedostatky existujúcich zásobníkov. Tento akademický prístup k vytvoreniu nového zásobníka sa začal vývojom modelu OSI a trval sedem rokov (od roku 1977 do roku 1984). Účelom modelu OSI je poskytnúť všeobecnú reprezentáciu prostriedkov vytvárania sietí. Bol vyvinutý ako akýsi univerzálny jazyk pre sieťových špecialistov, preto sa nazýva referenčný model.V modeli OSI sa prostriedky interakcie delia na sedem vrstiev: aplikácia, prezentácia, relácia, transport, sieť, dátové spojenie a fyzická. Každá vrstva sa zaoberá veľmi špecifickým aspektom interakcie sieťových zariadení.

Aplikácie môžu implementovať svoje vlastné interakčné protokoly pomocou viacúrovňovej sady systémových nástrojov na tieto účely. Na tento účel je programátorom poskytnuté aplikačné programové rozhranie (Application Program Interface, API). V súlade s ideálnou schémou modelu OSI môže aplikácia zadávať požiadavky iba najvyššej vrstve - aplikačnej vrstve, avšak v praxi mnohé zásobníky komunikačných protokolov umožňujú programátorom priamy prístup k službám alebo službám umiestneným pod vrstvami. Napríklad niektoré DBMS majú vstavané nástroje vzdialený prístup do súborov. V tomto prípade aplikácia pri prístupe k vzdialeným zdrojom nepoužíva systémovú súborovú službu; obchádza horné vrstvy modelu OSI a priamo oslovuje systémové nástroje zodpovedné za prenos správ cez sieť, ktoré sa nachádzajú v nižších vrstvách modelu OSI. Predpokladajme teda, že hostiteľská aplikácia A chce interagovať s aplikáciou hostiteľa B. Na to aplikácia A odošle požiadavku aplikačnej vrstve, ako je napríklad súborová služba. Na základe tejto požiadavky softvér aplikačnej vrstvy vygeneruje správu v štandardnom formáte. Aby sa však tieto informácie dostali na miesto určenia, je potrebné vyriešiť ešte veľa úloh, za ktoré sú zodpovedné nižšie úrovne. Po vygenerovaní správy ju aplikačná vrstva posunie nadol do prezentačnej vrstvy. Protokol prezentačnej úrovne na základe informácií prijatých z hlavičky správy na aplikačnej úrovni vykoná požadované akcie a do správy pridá vlastnú servisnú informáciu – hlavičku prezentačnej úrovne, ktorá obsahuje inštrukcie pre protokol prezentačnej úrovne cieľového stroja. Výsledná správa sa odovzdá relačnej vrstve, ktorá naopak pridá vlastnú hlavičku atď. (Niektoré implementácie protokolov umiestňujú informácie o službe nielen na začiatok správy vo forme hlavičky, ale aj na jej koniec. vo forme takzvaného prívesu.) Nakoniec sa správa dostane na nižšiu, fyzickú úroveň, ktorá ju v skutočnosti prenáša cez komunikačné linky do cieľového stroja. V tomto bode je správa „zarastená“ nadpismi všetkých úrovní.

Fyzická vrstva umiestni správu na fyzické výstupné rozhranie počítača 1 a ten začne svoju "púť" cez sieť (do tohto bodu sa správa prenášala z jednej vrstvy do druhej v rámci počítača 1). Keď príde správa cez sieť vstupné rozhranie počítač 2, prijíma ho jeho fyzická vrstva a postupne sa presúva z vrstvy na vrstvu. Každá vrstva analyzuje a spracuje hlavičku svojej vrstvy, pričom vykoná príslušné funkcie, a potom túto hlavičku odstráni a odovzdá správu vyššej vrstve. Ako je zrejmé z popisu, protokolové entity rovnakej úrovne spolu nekomunikujú priamo, na tejto komunikácii sa vždy podieľajú sprostredkovatelia - prostriedky protokolov nižších úrovní. A iba fyzické úrovne rôznych uzlov interagujú priamo.

Vrstvy modelu OSI

V literatúre je najbežnejšie začať popisovať vrstvy modelu OSI od 7. vrstvy, nazývanej aplikačná vrstva, na ktorej používateľské aplikácie pristupujú do siete. Model OSI končí 1. vrstvou – fyzickou, ktorá definuje štandardy požadované nezávislými výrobcami pre médiá na prenos dát:

• typ prenosového média (medený kábel, optické vlákno, rádio atď.),
• typ modulácie signálu,
• úrovne signálu logických diskrétnych stavov (nula a jedna).

Každý protokol modelu OSI musí interagovať buď s protokolmi svojej vrstvy, alebo s protokolmi nad a/alebo pod jej vrstvou. Interakcie s protokolmi na ich úrovni sa nazývajú horizontálne a tie, ktoré majú úroveň o jednu vyššiu alebo nižšiu, sa nazývajú vertikálne. Akýkoľvek protokol modelu OSI môže vykonávať iba funkcie svojej vrstvy a nemôže vykonávať funkcie inej vrstvy, čo sa v protokoloch alternatívnych modelov nevykonáva.

Každá úroveň má s určitou mierou konvenčnosti svoj vlastný operand - logicky nedeliteľný dátový prvok, ktorý je možné prevádzkovať na samostatnej úrovni v rámci modelu a použitých protokolov: na fyzickej úrovni je najmenšou jednotkou bit. , na úrovni dátového spojenia sú informácie kombinované do rámcov, na úrovni siete - do paketov (datagramov), na transporte - do segmentov. Za správu sa považuje akýkoľvek údaj, ktorý je logicky skombinovaný na prenos – rámec, paket, datagram. Sú to správy vo všeobecnej forme, ktoré sú operandmi úrovne relácie, prezentácie a aplikácie.

Základné sieťové technológie zahŕňajú fyzickú a linkovú vrstvu.

Aplikačná vrstva

Aplikačná vrstva (aplikačná vrstva; aplikačná vrstva) - najvyššia úroveň modelu, ktorá zabezpečuje interakciu užívateľských aplikácií so sieťou:

• umožňuje aplikáciám využívať sieťové služby:
  • vzdialený prístup k súborom a databázam,
  • preposielanie emailov;
• zodpovedný za prenos servisných informácií;
• poskytuje aplikáciám informácie o chybách;
• generuje požiadavky na prezentačnú vrstvu.

Protokoly aplikačnej vrstvy: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET a iné.

Prezentačná vrstva

Prezentačná vrstva (prezentačná vrstva) zabezpečuje konverziu protokolu a kódovanie/dekódovanie údajov. Aplikačné požiadavky prijaté z aplikačnej vrstvy sú konvertované do formátu na prenos cez sieť na prezentačnej vrstve a dáta prijaté zo siete sú konvertované do aplikačného formátu. Na tejto úrovni je možné vykonať kompresiu/dekompresiu alebo šifrovanie/dešifrovanie, ako aj presmerovanie požiadaviek na iný sieťový zdroj, ak ich nemožno spracovať lokálne.

Prezentačná vrstva je zvyčajne medziprotokol na transformáciu informácií zo susedných vrstiev. To umožňuje výmenu medzi rôznymi aplikáciami počítačové systémy transparentné pre aplikácie. Prezentačná vrstva zabezpečuje formátovanie a transformáciu kódu. Formátovanie kódu sa používa na zabezpečenie toho, aby aplikácia prijímala informácie na spracovanie, ktoré jej dávajú zmysel. V prípade potreby môže táto vrstva prekladať z jedného dátového formátu do druhého.

Prezentačná vrstva sa zaoberá nielen formátmi a prezentáciou údajov, ale zaoberá sa aj dátovými štruktúrami, ktoré programy používajú. Vrstva 6 teda zabezpečuje organizáciu údajov počas ich prenosu.

Aby ste pochopili, ako to funguje, predstavte si, že existujú dva systémy. Jeden používa kód EBCDIC Extended Binary Information Interchange Code, ako napríklad mainframe IBM, na reprezentáciu údajov a druhý používa americký štandardný kód na výmenu informácií ASCII (používaný väčšinou ostatných výrobcov počítačov). Ak si tieto dva systémy potrebujú vymieňať informácie, potom je potrebná prezentačná vrstva na vykonanie transformácie a prekladu medzi dvoma rôznymi formátmi.

Ďalšou funkciou vykonávanou na úrovni prezentácie je šifrovanie dát, ktoré sa používa v prípadoch, keď je potrebné chrániť prenášané informácie pred prístupom neoprávnených príjemcov. Na splnenie tejto úlohy musia procesy a kód na úrovni zobrazenia vykonať transformácie údajov. Na tejto úrovni existujú ďalšie podprogramy, ktoré komprimujú texty a konvertujú grafické obrázky na bitové toky, aby ich bolo možné prenášať cez sieť.

Štandardy na úrovni prezentácie tiež definujú, ako prezentovať grafické obrázky. Na tieto účely možno použiť formát PICT, obrazový formát používaný na prenos grafiky QuickDraw medzi programami.

Ďalším formátom reprezentácie je označený formát obrazového súboru TIFF, ktorý sa bežne používa pre bitové mapy s vysokým rozlíšením. Ďalší štandard prezentačnej úrovne, ktorý možno použiť pre grafiku, je ten, ktorý vyvinula Joint Photographic Expert Group; pri každodennom používaní sa tento štandard jednoducho označuje ako JPEG.

Existuje ďalšia skupina štandardov úrovne prezentácie, ktoré definujú prezentáciu zvuku a filmov. To zahŕňa Musical Instrument Digital Interface (MIDI) na digitálnu reprezentáciu hudby, vyvinutý spoločnosťou Motion Picture Experts Group, štandard MPEG používaný na kompresiu a kódovanie videí na CD, ich digitálne ukladanie a prenos rýchlosťou až 1,5 Mbps, a QuickTime je štandard, ktorý popisuje zvukové a obrazové prvky pre programy bežiace na počítačoch Macintosh a PowerPC.

Protokoly prezentačnej vrstvy: AFP - Apple Filing Protocol, ICA - Independent Computing Architecture, LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP - NetWare Core Protocol, NDR - Network Data Representation, XDR - eXternal Data Representation, X.25 PAD - Packet Assembler/Disassembler Protocol .

vrstva relácie

Vrstva relácie modelu udržiava komunikačnú reláciu, čo umožňuje aplikáciám vzájomnú interakciu po dlhú dobu. Vrstva riadi vytváranie/ukončenie relácie, výmenu informácií, synchronizáciu úloh, určenie práva na prenos údajov a údržbu relácie počas období nečinnosti aplikácie.

Protokoly relácie: ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol), ASP (AppleTalk Session Protocol), H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS ( Internet Storage Name Service), L2F (Layer 2 Forwarding Protocol), L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), NetBIOS (Network Basic Input Output System), PAP (Password Authentication Protocol), PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), RPC (Remote Procedure Call Protocol), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), SMPP (Short Message Peer-to-Peer), SCP (Session Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protoco]).

transportná vrstva

Transportná vrstva (transportná vrstva) modelu je navrhnutá tak, aby zabezpečila spoľahlivý prenos dát od odosielateľa k príjemcovi. Zároveň sa úroveň spoľahlivosti môže líšiť v širokom rozsahu. Existuje mnoho tried protokolov transportnej vrstvy, od protokolov, ktoré poskytujú iba základné transportné funkcie (napríklad funkcie prenosu dát bez potvrdenia), až po protokoly, ktoré zaisťujú doručenie viacerých dátových paketov do cieľa v správnom poradí, multiplexovanie viacerých dát. tokov, poskytujú mechanizmus riadenia toku dát a zaručujú platnosť prijatých dát. Napríklad UDP sa obmedzuje na kontrolu integrity dát v rámci jedného datagramu a nevylučuje možnosť straty celého paketu alebo duplikácie paketov, čím sa poruší poradie, v ktorom boli dátové pakety prijaté; TCP poskytuje spoľahlivý nepretržitý prenos dát, vylučujúci stratu dát alebo porušenie poradia ich príchodu alebo duplikácie, dokáže redistribuovať dáta rozdelením veľkých častí dát na fragmenty a naopak zlepením fragmentov do jedného paketu.

Protokoly transportnej vrstvy: ATP (AppleTalk Transaction Protocol), CUDP (Cyclic UDP), DCCP (Datagram Congestion Control Protocol), FCP (Fibre Channel|Fibre Channel Protocol), IL (IL Protocol), NBF (NetBIOS Frames protokol), NCP ( NetWare Core Protocol), SCTP (Stream Control Transmission Protocol), SPX (Sequenced Packet Exchange), SST (Structured Stream Transport), TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

sieťová vrstva

Sieťová vrstva (lang-en|sieťová vrstva) modelu je navrhnutá tak, aby určila cestu prenosu údajov. Zodpovedá za preklad logických adries a mien na fyzické, určovanie najkratších trás, prepínanie a smerovanie, sledovanie problémov a „zápchy“ v sieti.

Protokoly sieťovej vrstvy smerujú údaje zo zdroja do cieľa. Zariadenia (smerovače) pracujúce na tejto úrovni sa podmienečne nazývajú zariadenia tretej úrovne (podľa čísla úrovne v modeli OSI).

Protokoly sieťovej vrstvy: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet Exchange), X.25 (čiastočne implementovaný na vrstve 2), CLNP (bezpripojený sieťový protokol), IPsec (zabezpečenie internetového protokolu). Smerovacie protokoly - RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First).

Linková vrstva

Linková vrstva (data link layer) je navrhnutá tak, aby zabezpečovala interakciu sietí na fyzickej vrstve a kontrolovala chyby, ktoré sa môžu vyskytnúť. Dáta prijaté z fyzickej vrstvy v bitoch zabalí do rámcov, skontroluje ich integritu a v prípade potreby opraví chyby (vytvorí opakovanú požiadavku na poškodený rámec) a odošle do sieťovej vrstvy. Linková vrstva môže interagovať s jednou alebo viacerými fyzickými vrstvami, pričom túto interakciu riadi a riadi.

Špecifikácia IEEE 802 rozdeľuje túto úroveň na dve podúrovne: MAC (Media Access Control) reguluje prístup k zdieľanému fyzickému médiu, LLC (logic link control) poskytuje službu na úrovni siete.

Na tejto úrovni fungujú prepínače, mosty a ďalšie zariadenia. Tieto zariadenia údajne používajú adresovanie vrstvy 2 (podľa čísla vrstvy v modeli OSI).

Protokoly spojovej vrstvy: ARCnet, ATM (Asynchronous Transfer Mode), Controller Area Network (CAN), Econet, IEEE 802.3 (Ethernet), Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), Fibre Distributed Data Interface (FDDI), Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (poskytuje funkcie LLC vrstvám MAC IEEE 802), Link Access Procedures, D channel (LAPD), IEEE 802.11 wireless LAN, LocalTalk, Multiprotocol Label Switching (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), StarLan, Token ring, Unidirectional Link Detection (UDLD), x.25]], ARP.

V programovaní táto úroveň predstavuje ovládač sieťovej karty, operačné systémy existuje softvérové ​​rozhranie na vzájomnú interakciu kanálových a sieťových vrstiev. Toto nie je nová úroveň, ale jednoducho implementácia modelu pre konkrétny OS. Príklady takýchto rozhraní: ODI, NDIS, UDI.

Fyzická vrstva

Fyzická vrstva (fyzická vrstva) - nižšia úroveň modelu, ktorá definuje spôsob prenosu dát, reprezentovaných v binárnej forme, z jedného zariadenia (počítača) do druhého. Na zostavovaní takýchto metód sa podieľajú rôzne organizácie, medzi ktoré patria: Inštitút elektrotechnických a elektronických inžinierov, Aliancia elektronického priemyslu, Európsky inštitút pre telekomunikačné normy a iné. Vykonávať prenos elektrických alebo optických signálov do kábla alebo rádiového vzduchu a podľa toho ich príjem a konverziu na dátové bity v súlade s metódami kódovania digitálnych signálov.

Na tejto úrovni fungujú aj rozbočovače]], opakovače signálu a konvertory médií.

Funkcie fyzickej vrstvy sú implementované na všetkých zariadeniach pripojených k sieti. Na strane počítača funkcie fyzickej vrstvy vykonáva sieťový adaptér resp sériový port. Fyzická vrstva sa vzťahuje na fyzické, elektrické a mechanické rozhrania medzi dvoma systémami. Fyzická vrstva definuje také typy médií na prenos dát, ako sú optické vlákna, krútená dvojlinka, koaxiálny kábel, satelitné dátové spojenie atď. Štandardné typy sieťových rozhraní súvisiace s fyzickou vrstvou sú:)