Модель OSI — це просто!

Модель Open Systems Interconnection (OSI) — це скелет, фундамент і база всіх мережевих сутностей. Модель визначає мережеві протоколи, розподіляючи їх на 7 логічних рівнів. Протокол — це певний набір правил або угод, який визначає, як відбуватиметься обмін даними. Важливо зазначити, що в будь-якому процесі, управління мережевою передачею переходить від рівня до рівня, послідовно підключаючи протоколи на кожному з рівнів.

Нижні рівні відповідають за фізичні параметри передачі, такі як електричні сигнали. Так — так, сигнали в проводах передаються за допомогою представлення в струми :) Струми представляються у вигляді послідовності одиниць і нулів (1 і 0), потім, дані декодуються і маршрутизуються по мережі. Вищі рівні охоплюють запити, пов’язані з представленням даних. Умовно кажучи, вищі рівні відповідають за мережеві дані з точки зору користувача.

Модель OSI була спочатку придумана як стандартний підхід, архітектура або патерн, який би описував мережеву взаємодію будь-якого мережевого застосунку. Давайте розберемося детальніше?

#01: Фізичний (physical) рівень
На першому рівні моделі OSI відбувається передача фізичних сигналів (струмів, світла, радіо) від джерела до одержувача. На цьому рівні ми оперуємо кабелями, контактами в роз’ємах, кодуванням одиниць і нулів, модуляцією тощо.

Серед технологій, які живуть на першому рівні, можна виділити найосновніший стандарт — Ethernet. Він є зараз у кожному будинку.

Зазначимо, що як носій даних можуть виступати не тільки електричні струми. Радіочастоти, світлові або інфрачервоні хвилі використовуються також повсюдно в сучасних мережах.

Мережеві пристрої, які відносять до першого рівня, це концентратори і репітери — тобто «дурні» залізяки, які можуть просто працювати з фізичним сигналом, не заглиблюючись у його логіку (не декодуючи).

#02: Канальний (data Link) рівень
Уявіть, ми отримали фізичний сигнал із першого рівня — фізичного. Це набір напруг різної амплітуди, хвиль або радіочастот. Під час отримання, на другому рівні перевіряються і виправляються помилки передачі. На другому рівні ми оперуємо поняттям «фрейм», або як ще кажуть «кадр». Тут з’являються перші ідентифікатори — MAC-адреси. Вони складаються з 48 біт і мають приблизно такий вигляд: 00:16:52:00:1f:03.

Канальний рівень складний. Тому, його умовно кажучи ділять на два підрівні: управління логічним каналом (LLC, Logical Link Control) і управління доступом до середовища (MAC, Media Access Control).

На цьому рівні мешкають такі пристрої, як комутатори і мости. До речі! Стандарт Ethernet теж тут. Він затишно розташувався на першому і другому (1 і 2) рівнях моделі OSI.

#03: Мережевий (network) рівень
Йдемо вгору! Мережевий рівень вводить термін «маршрутизація» і, відповідно, IP-адресу. До речі, для перетворення IP-адрес на MAC-адреси і назад використовується протокол ARP.

Саме на цьому рівні відбувається маршрутизація трафіку, як така. Якщо ми хочемо потрапити на сайт dou.ua , то ми відправляємо DNS-запит, отримуємо відповідь у вигляді IP-адреси і підставляємо її в пакет. Так — так, якщо на другому рівні ми використовуємо термін фрейм/кадр, як ми говорили раніше, то тут ми використовуємо пакет.

З пристроїв тут живе його величність маршрутизатор :)

Процес, коли дані передаються з верхніх рівнів на нижні називається інкапсуляцією даних, а коли навпаки, нагору, з першого, фізичного до сьомого, то цей процес називається декапсуляцією даних.

#04: Транспортний (transport) рівень
Транспортний рівень, як можна зрозуміти з назви, забезпечує передачу даних мережею. Тут дві основні рок — зірки — TCP і UDP. Різниця в тому, що різний транспорт застосовується для різної категорії трафіку. Принцип такий:

— Трафік чутливий до втрат — немає проблем, TCP (Transmission Control Protocol)! Він забезпечує контроль за передачею даних;
— Трохи втратимо — не страшно — за фактом, зараз, коли ви читаєте цю статтю, кілька пакетів могло і загубитися. Але це не відчувається для вас, як для користувача. UDP (User Datagram Protocol) вам підійде. А якби це була телефонія? Втрата пакетів там критична, оскільки голос у реальному часі почне просто «квакати»;

#05: Сеансовий (session) рівень
Сеансовий рівень займається тим, що керує з’єднаннями, або просто кажучи, сесіями. Він їх розриває.

#06 Рівень представлення (presentation)
На шостому рівні відбувається перетворення форматів повідомлень, таке як кодування або стиснення.Тут живуть JPEG і GIF, наприклад.Так само рівень відповідальний за передачу потоку на четвертий (транспортний рівень).

#07 Рівень додатків (application)
На сьомому поверсі, на самій верхівці айсберга, мешкає рівень додатків! Тут знаходяться мережеві служби, які дають змогу нам, як кінцевим користувачам, серфити простори інтернету. Гляньте, за яким протоколом у вас відкрита дана база знань? Правильно, HTTPS. Цей хлопець із сьомого поверху. Ще тут живуть простий HTTP, FTP і SMTP.