Модель взаимодействия открытых систем (OSI) концептуально иллюстрирует семь уровней абстракции инфраструктуры связи, которые устройства используют для взаимодействия по сети. В 1980-х годах эта модель была общепринятой стандартной структурой сетевой коммуникации.

Модель определяет набор правил и положений, необходимых для обеспечения взаимодействия между различным программным обеспечением и устройствами.

Он был представлен Организацией стандартов Интернета в 1984 году, когда компьютерные сети только становились новой концепцией. Хотя в наши дни Интернет основан на более простой сетевой модели TCP/IP. 7-уровневая модель OSI по-прежнему используется для визуализации базовой сетевой архитектуры и устранения неполадок.

7 уровней модели OSI

Модель OSI разделена на семь уровней для представления сетевой архитектуры. Каждый уровень выполняет свой собственный набор задач и взаимодействует с вышележащими и нижними уровнями для успешной передачи данных по сети. Давайте обсудим все слои и их свойства «сверху вниз».

7. Уровень приложения

Это единственный уровень, который включает прямое взаимодействие с данными от конечного пользователя. Другими словами, этот уровень обеспечивает взаимодействие человека с компьютером, так что веб-браузеры или приложения почтовых клиентов полагаются на него для обеспечения связи. Следовательно, приложения полагаются на уровень, чтобы использовать его протоколы и службы обработки данных для передачи полезной информации. Некоторые из наиболее распространенных протоколов уровня приложений — это HTTP, SMTP (обеспечивает связь по электронной почте), FTP, DNS и т. д.

6. Уровень презентации

Этот уровень подготавливает данные для уровня приложения, учитывая, что программное приложение принимает и требует кодирования, шифрования, форматирования или семантики. Он получает входящие данные из нижележащего уровня и переводит их в понятный для приложений синтаксис. Следовательно, он подготавливает данные и делает их презентабельными для правильного использования на уровне приложения. Он также принимает данные с прикладного уровня и сжимает их для передачи через сеансовый уровень. Процесс сжатия сводит к минимуму размер данных, что оптимизирует эффективность и скорость передачи данных.

5. Сессионный уровень

Как следует из названия, уровень сеанса отвечает за создание канала связи между устройствами, называемого сеансом. Этот уровень сохраняет канал связи открытым достаточно долго для успешного и бесперебойного обмена данными. В конце концов, после полной передачи он завершает сеанс, чтобы избежать потери ресурсов.

Сеансовый уровень также предлагает контрольные точки для синхронизации передачи данных. Таким образом, уровень может возобновить передачу сеанса с определенных контрольных точек, если она приостановлена ​​или прервана между ними, вместо передачи полностью с нуля. Он также отвечает за аутентификацию и переподключение.

4. Транспортный уровень

Четвертый уровень модели OSI отвечает за сквозную связь. Он принимает данные с сеансового уровня, разбивает их на более мелкие биты на передающей стороне, называемые сегментами, и отправляет их на сетевой уровень. Транспортный уровень также отвечает за упорядочение и повторную сборку сегментов на принимающей стороне.

На стороне отправителя он также отвечает за контроль потока и ошибок при передаче данных. Управление потоком определяет оптимальную требуемую скорость для связи, чтобы передатчик со стабильным и более быстрым соединением не переполнял приемник с относительно более медленным соединением. Он гарантирует, что данные отправляются правильно и полностью с помощью контроля ошибок. Если нет, он запрашивает повторную передачу.

3. Сетевой уровень

Сетевой уровень отвечает за получение сегментов с транспортного уровня и деление их на еще более мелкие блоки, называемые пакетами. Затем эти пакеты повторно собираются на принимающем устройстве. Сетевой уровень доставляет данные по назначению на основе адресов, найденных внутри этих пакетов.

Он выполняет логическую адресацию, чтобы найти наилучший физический маршрут для передачи пакета. На этом уровне маршрутизаторы играют очень важную роль, поскольку они однозначно идентифицируют каждое устройство в сети. Этот процесс называется маршрутизацией.

2. Уровень канала передачи данных

Уровень канала передачи данных выполняет работу по поддержанию и прекращению связи между двумя физически подключенными узлами. Он разбивает пакеты, полученные от источника, на кадры перед их отправкой по назначению. Этот уровень отвечает за внутрисетевое взаимодействие.

Уровень канала передачи данных состоит из двух подуровней. Первый из них, это управление доступом к среде (MAC), визуализирует поток управления с использованием MAC-адресов и мультиплексов для передачи устройств по сети. Logical Link Control (LLC) осуществляет контроль ошибок, идентифицирует линии протокола и синхронизирует кадры.

1. Физический слой

Самый нижний уровень этой модели — это физический уровень. Уровень отвечает за оптическую передачу данных между подключенными устройствами. Он передает необработанные данные в виде потоков битов с физического уровня устройства-отправителя на физический уровень устройства-получателя путем определения скорости передачи битов. Следовательно, он выполняет битовую синхронизацию и управление битовой скоростью. Поскольку он называется «физическим» уровнем, он включает в себя физические ресурсы, такие как кабели, сетевые модемы или концентраторы, повторители или адаптеры и т. д.

Преимущества модели OSI

• Наиболее важная роль, которую играет модель OSI, — это заложить основу базовой сетевой архитектуры, обеспечить визуализацию и лучшее понимание.
• Это помогает операторам сети разобраться в аппаратном и программном обеспечении, необходимом для самостоятельного построения сети.
• Он понимает и управляет процессом, выполняемым компонентами в сети.
• Позволяет упростить поиск и устранение неисправностей, точно определив слой, вызывающий проблемы. Помогает администраторам решить их соответствующим образом, не мешая остальным слоям в стеке.

Вывод

Модель OSI взаимодействия открытых систем — это эталонная модель, которая обеспечивает удобное представление данных, передаваемых по сети. Он разделяет задачи сетевой коммуникации на семь управляемых битов, выполняемых на каждом абстрактном уровне. Каждый уровень несет уникальную ответственность, полностью независимую от других слоев модели. В то время как некоторые уровни обрабатывают функции, связанные с приложением, остальные выполняют обязанности по транспортировке данных. Следовательно, он распределяет задания на быстрые и удобные уровни и считается архитектурной моделью компьютерных сетей.