Что такое семиуровневая модель osi – зачем нужна и как работает — объясняем основательно

Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection basic reference model — Базовая Эталонная Модель Взаимодействия Открытых Систем (ЭМВОС)) — сетевая модель стека (магазина) сетевых протоколов OSI/ISO (ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99). Посредством данной модели различные сетевые устройства могут взаимодействовать друг с другом. Модель определяет различные уровни взаимодействия систем. Каждый уровень выполняет определённые функции при таком взаимодействии.

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 460
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_OSI

Введение в модель OSI

Производители компьютеров предлагали перспективные сетевые архитектуры, специфичные для своего оборудования. Например, IBM представила SNA, DEC — ДНК. Однако у этих архитектур были все те же недостатки. Из-за проприетарного характера их нельзя было объединить и избежать распространения межсетевых решений гетерогенных архитектур.

ISO-орган, состоящий из 140 национальных органов по стандартизации, разработал семиуровневую модель OSI, которая расшифровывается как «взаимосвязь сетевых систем». Она описывает используемые концепции и применяемый подход для стандартизации взаимосвязи между открытыми системами.

При разработке этой модели основное внимание было уделено гетерогенности оборудования, а также разрешению взаимосвязи с подобными системами по историческим и экономическим причинам. Модель не должна была отдавать предпочтение конкретному поставщику, при этом должна быть адаптирована к эволюции потоков информации, подлежащих обработке, без ущерба для предыдущих разработок. Рассмотрение неоднородности требовало принятия общих правил коммуникации между оборудованием, то есть эта разработка должна была логически привести к международной стандартизации протоколов.

Семиуровневая модель OSI не является сетевой архитектурой, поскольку не указывает конкретные уровневые службы и протоколы, а только описывает работоспособность слоев.

Первая работа над моделью OSI началась в 1977 году. Она основывалась на опыте работы с крупными сетями. Модель стала действующей для всех типов сетей. В 1978 году ISO предлагает ее как ISO IS7498. В 1984 г. 12 европейских производителей, присоединившихся к крупным американским производителям, приняли этот стандарт.

Блок: 2/12 | Кол-во символов: 1685
Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

Калькулятор


Сервис бесплатной оценки стоимости работы

  1. Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы
  2. Расчет стоимости придет на почту и по СМС

Номер вашей заявки

Прямо сейчас на почту придет автоматическое письмо-подтверждение с информацией о заявке.

Оформить еще одну заявку

Блок: 2/2 | Кол-во символов: 308
Источник: https://StudFiles.net/preview/5157319/

Модель OSI и реальные протоколы

Семиуровневая модель OSI является теоретической, и содержит ряд недоработок. Были попытки строить сети в точном соответствии с моделью OSI, но созданные таким образом сети были дорогими, ненадёжными и неудобными в эксплуатации. Реальные сетевые протоколы, используемые в существующих сетях, вынуждены отклоняться от неё, обеспечивая непредусмотренные возможности, поэтому привязка некоторых из них к уровням OSI является несколько условной: некоторые протоколы занимают несколько уровней модели OSI, функции обеспечения надёжности реализованы на нескольких уровнях модели OSI.

Основная недоработка OSI — непродуманный транспортный уровень. На нём OSI позволяет обмен данными между приложениями (вводя понятие порта — идентификатора приложения), однако, возможность обмена простыми датаграммами (по типу UDP) в OSI не предусмотрена — транспортный уровень должен образовывать соединения, обеспечивать доставку, управлять потоком и т. п. (по типу TCP). Реальные же протоколы реализуют такую возможность.

Семейство TCP/IP

Семейство TCP/IP имеет три транспортных протокола: TCP, полностью соответствующий OSI, обеспечивающий проверку получения данных, UDP, отвечающий транспортному уровню только наличием порта, обеспечивающий обмен датаграммами между приложениями, не гарантирующий получения данных и ICMP, используемый для внутренних нужд обеспечения работы; остальные также не являются транспортными протоколами.)

Семейство IPX/SPX

В семействе IPX/SPX порты (называемые «сокеты» или «гнёзда») появляются в протоколе сетевого уровня IPX, обеспечивая обмен датаграммами между приложениями (операционная система резервирует часть сокетов для себя). Протокол SPX, в свою очередь, дополняет IPX всеми остальными возможностями транспортного уровня в полном соответствии с OSI.

В качестве адреса хоста IPX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера.

Модель DOD

Стек протоколов TCP/IP, использующий упрощённую четырёхуровневую модель OSI.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 2055
Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1144255

7-слойная системная конструкция

Модель выполнена из 7 слоев. Каждый из них определен узконаправленной задачей по организации связи между двумя системами. Каждый уровень наделен функциями и протоколами, выполняющими конкретные цели. При обмене данными связь проходит через все 7 слоев OSI дважды: первый раз — на передатчике, второй — на приемнике.

Журналы представляют собой набор правил на определенном уровне семиуровневой модели OSI. Протоколы в значительной степени прозрачны для сверхвысоких и подчиненных слоев, так что их поведение находится в прямой связи с журналами. Переходы между уровнями – это интерфейсы, которые понимаются протоколами. Поскольку некоторые протоколы предназначены только для конкретных приложений, то они охватывают несколько уровней и несколько задач. Бывает, что в некоторых соединениях отдельные задачи выполняются в несколько смен и, следовательно, несколько раз.

Блок: 3/12 | Кол-во символов: 899
Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

Источники


  • Александр Филимонов Построение мультисервисных сетей Ethernet, bhv, 2007 ISBN 978—4
  • Руководство по технологиям объединенных сетей //cisco systems , 4-е издание, Вильямс 2005 ISBN 584590787X

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 204
Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1144255

Принципы создания слоев

Принципы, которые используют при создании уровней модели OSI:

  • Слой обязан быть создан, когда системе требуется новый уровень.
  • Слой имеет индивидуальные функции, соответствующих Европейскому международному стандарту.
  • При выборе границ слоя поток информации, поступающей на интерфейсы, должен быть минимизирован.
  • Количество уровней модели OSI должно препятствовать возникновению разных функций внутри одного и того же слоя.
  • Проста и надежность. Архитектура не должна быть сложной для управления.
  • Учитывая эти принципы, сообщество приняло установки о том, что нижние слои (1, 2, 3 и 4) необходимы для маршрутизации информации между соответствующими концами и зависят от физической среды. Верхние уровни (5, 6 и 7) отвечают за обработку информации, относящейся к управлению обменами между компьютерными системами. Кроме того, слои 1-3 взаимодействуют между соседними машинами, а не между конечными, которые могут быть разделены несколькими маршрутизаторами. И напротив, слои с 4-го по 7-й взаимодействуют только между удаленными хостами.

    Блок: 4/12 | Кол-во символов: 1060
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Виды уровней и их назначения

    Первый физический уровень 7-уровневой модели OSI связан с передачей бит необработанным способом по каналу связи и гарантирует идеальный транзит данных. Отправленный бит, равный 1, должен быть принят как бит, равный 1. В конкретном плане этот слой стандартизирует электрические характеристики, например, бит, равный 1, должен быть представлен напряжением 5 В.

    Механическая стандартизация связана характеристиками: это форма разъемов, топология и т. д. А функциональная — с характеристиками цепей передачи данных и процедур установления, поддержания и освобождения схемы данных. Типичной информационной единицей этого слоя является бит, представляемый определенной разностью потенциалов.

    Уровень канала передачи данных 7-уровневой модели OSI для «связующего» преобразует физический уровень в ссылку, которая априори не имеет ошибок передачи. Слой разбивает входные данные передатчика на фреймы, передает их и управляет кадрами подтверждения, возвращаемыми приемником.

    Для этого уровня данные не имеют особого значения, а уровень канала передачи данных способен распознавать границы кадров. Это может вызвать некоторые проблемы, так как бит-последовательности, используемые для этого распознавания, могут отображаться в данных.

    Уровень канала передачи данных должен иметь возможность возвращать кадр, если на линии возникла проблема. В общем, важной ролью этого слоя является выявление и исправление ошибок, возникающих на физическом уровне. Он также включает функцию управления предотвращением засорения приемника.

    Информационным блоком 7-уровневой модели OSI является кадр, который включает от нескольких сотен до тысяч байтов. Сетевой уровень управляет подсетью. Во время его разработки необходимо определить механизм маршрутизации и расчет таблиц маршрутизации, статических или динамических. Сетевой уровень также управляет перегрузкой подсети. Его информационным блоком является пакет.

    Транспортный уровень отвечает за правильную маршрутизацию полных сообщений получателю. Он принимает сообщения из сеансового слоя, если нужно, сокращает их на более мелкие и передает на сетевой уровень с гарантией качества. Этот слой также выполняет повторную сборку сообщения, когда блоки получены. Он ответственен за оптимизацию сетевых ресурсов, создает сетевое соединение по требованию сеанса и способен обеспечивать множество сетевых подключений для процесса. И наоборот, он использует одно соединение для переноса нескольких сообщений одновременно через мультиплексирование. Данный уровень ответственен за установление и освобождение соединений. Поэтому он — один из самых важных, поскольку предоставляет основную услугу в сети, а также управляет всеми процессами соединения со всеми ограничениями, являясь информационным устройством.

    Сессионный уровень организует и синхронизирует обмены между удаленными задачами. Он реализует связь между логическими и физическими адресами распределенных задач, а также устанавливает связь между прикладными программами, которые должны сотрудничать и командовать диалогом. В последнем случае эта служба называется управлением токеном.

    Уровень представления отвечает за синтаксис и семантику данных и обрабатывает информацию, чтобы сделать ее совместимой между передаваемыми потоками. Это обеспечит независимость пользователя от транспортировки информации. Как правило, этот слой преобразовывает данные, переформатирует, шифрует и сжимает их.

    Уровень приложения является точкой контакта пользователя и сети. Именно поэтому он будет предоставлять пользователю основные услуги, предлагаемые сетью: передачу файлов и обмен сообщениями.

    Блок: 5/12 | Кол-во символов: 3594
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Межуровневая передача данных


    Семиуровневая модель OSI для «чайников» представляет собой инструкцию по организации передачи данных. Процесс отправителя доставляет данные, которые перемещаются в процесс приемника на уровне приложения с одним заголовком AH. Затем результат передается на уровень, который преобразует это сообщение, и добавляет новый заголовок. Уровень презентации не знает и не должен знать о возможном существовании AH. Для уровня представления AH фактически является частью пользовательских данных. По завершению обработки слой представления отправляет новое «сообщение» на уровень сеанса, и тот же процесс начинается снова.

    Затем данные достигают физического уровня, который фактически передает их получателю. На приеме сообщение будет подниматься по уровням, а заголовки постепенно удаляются до достижения процесса приема. Важная концепция семиуровневой модели OSI для «чайников» заключается в следующем:

  • Каждый слой запрограммирован так, как если бы он был действительно горизонтальным.
  • При взаимодействии каждый слой добавляет заголовок и отправляет его благодаря нижележащему слою.
  • Блок: 6/12 | Кол-во символов: 1105
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Критика

    В конце 90-х годов семиуровневая модель OSI критиковалась отдельными авторами. В частности, в книге «UNIX. Руководство системного администратора» Эви Немет (англ. Evi Nemeth) писала:

    Пока комитеты ISO спорили о своих стандартах, за их спиной менялась вся концепция организации сетей и по всему миру внедрялся протокол TCP/IP.

    И вот, когда протоколы ISO были наконец реализованы, выявился целый ряд проблем:

    • эти протоколы основывались на концепциях, не имеющих в современных сетях никакого смысла;
    • их спецификации были в некоторых случаях неполными;
    • по своим функциональным возможностям они уступали другим протоколам;
    • наличие многочисленных уровней сделало эти протоколы медлительными и трудными для реализации.

    Сейчас даже самые ярые сторонники этих протоколов признают, что OSI постепенно движется к тому, чтобы стать маленькой сноской на страницах истории компьютеров.

    — Эви Нэмет

    Блок: 4/8 | Кол-во символов: 899
    Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_OSI

    Литература

    которые базировались на двух курсах, читаемых студентам кафедр «Телекоммуникационные сети и системы» (факультет МФТИ ФРТК), «Интеграции и менеджмента» (факультет МФТИ ФОПФ) и «Информатики» (факультет НаноБиоИнфоКогни МФТИ) — «Каналы и сети передачи данных», «Протоколы Интернет».

    Блок: 7/8 | Кол-во символов: 293
    Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_OSI

    Инструкция для «чайников»


    Даже после прочтения описания каждого из семи уровней пользователь все еще может быть не до конца осведомлен относительно того, какие функции модели OSI применяются в реальной сети. Обычно он неправильно понимает, как модель может использоваться для решения реальных проблем (а в некоторых случаях она может быть и не лучшим подходом для этого). Однако во многих аспектах информационно-коммуникационной технологии (ИКТ) модель может быть чрезвычайно полезна, что напрямую относится к модели OSI.

    Когда начинающий пользователь впервые обнаруживает проблему с сетью, это может ввести в заблуждение, и он не знает, с чего должен начать. Модель OSI для чайников помогает приступить к выяснению источника проблемы и, следовательно, способствует ее решению. Например, компьютеру клиента не удается связаться с веб-сайтом. Проблема изолирована от одного устройства в сети, поэтому можно предположить, что она, вероятно, создается на уровне приложения.

    Однако после тестирования обнаруживается, что проблема все еще существует, когда используется другой веб-браузер, поэтому прикладной уровень ошибки исключается. Пользователь предполагает, что проблема находится на уровне презентации, и начинает искать неправильные настройки. После некоторого анализа он обнаруживает, что клиент ошибочно ввел настройки DNS.

    Возможно, человек уже использует модель OSI для простого решения проблем, таких как приведенный выше пример, даже не осознавая этого. Однако при работе с крупными корпоративными сетями целенаправленное использование модели делает этот процесс намного проще и приятнее.

    Блок: 7/12 | Кол-во символов: 1598
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Преимущества многослойной платформы

    Самым значительным вкладом OSI является философия сетей, представленная многоуровневой моделью. Она чаще всего рассматривается как модель, которая объясняет сетевые возможности. Уровни модели OSI определяют в веб-разработке, иногда ее называют «стеком». Когда разработчик использует стек терминов, он ссылается на операционную систему, в которой работает приложение, программное обеспечение базы данных и программное обеспечение для внутреннего использования. Обычным применением стека слов является LAMP.

    Главные преимущества модели:

  • Создает общую платформу для разработчиков программного обеспечения и аппаратных средств, которые поощряют выпуск сетевых продуктов, способных общаться друг с другом по сети. Это помогает сетевым администраторам разделять большой процесс обмена данными на более мелкие сегменты.
  • Благодаря независимости слоев предотвращается перенос изменения одного слоя на другие.
  • Стандартизация сетевых компонентов позволяет развивать несколько поставщиков.
  • Очень хорошо структурирует функции, характерные для каждого слоя, что уменьшает сложность, ускоряет эволюцию и упрощает обучение.
  • Использование OSI для устранения неполадок в сети очень полезно.
  • Блок: 10/12 | Кол-во символов: 1209
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Практическое применение

    Модель уровня OSI очень часто используется в качестве ссылки, когда речь идет о представлении процессов передачи сообщений. Но на самом деле модель уровня DoD (TCP/IP) намного ближе к реальности.

    Проблема модели уровня OSI — это стандартизация организации ISO, которая была просто слишком громоздкой, чтобы быстро установить структуру для задач протоколов и систем передачи в сетевых технологиях. TCP/IP был в свободном доступе, работал и быстро распространялся с другими протоколами уровней модели OSI. Поэтому у ИСО не было выбора. Небходимо было рассмотреть TCP/IP в модели уровня OSI.

    В дополнение к TCP/IP разработаны другие сетевые протоколы. Однако в конечном итоге они были заменены именно им. Почти все сети сегодня работают на основе TCP/IP.

    Блок: 11/12 | Кол-во символов: 778
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Будущее стандартизации сетевого мира

    Несмотря на обновление в 1994 году, семиуровневая модель взаимодействия открытых систем OSI явно проиграла войну против TCP/IP. Только некоторые крупные доминирующие производители сохраняют модель, но многие специалисты считают, что она будет исчезать все быстрее, поскольку Интернет взрывает TCP/IP. И, тем не менее, модель OSI останется в использовании, поскольку это одно из первых крупных усилий по стандартизации сетевого мира.

    OSI также будет существовать по другой причине: даже если TCP/IP используется на практике, то OSI применяют в качестве текущей модели эталонной сети. Фактически, TCP/IP и OSI имеют очень похожие структуры, и в основном это стандартизация OSI, которая обусловила путаницу между двумя моделями. TCP/IP обычно рассматривается как фактическая реализация OS.

    Если пользователь осваивает новую специальность, чтобы стать сетевым инженером, или просто заинтересован в концепциях высокого уровня, модель OSI — отличная модель для изучения. Независимо от того, в какой субобласти ИТ он планирует работать, система поможет решить ему даже самые сложные задачи.

    Источник

    Блок: 12/12 | Кол-во символов: 1138
    Источник: https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/

    Кол-во блоков: 19 | Общее кол-во символов: 17285
    Количество использованных доноров: 4
    Информация по каждому донору:

    1. https://ruud.ru/it/45220-semiurovnevaya-model-osi-ponyatie-princip-raboty-protokoly-i-vzaimodejstvie/: использовано 9 блоков из 12, кол-во символов 13066 (76%)
    2. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1144255: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 2259 (13%)
    3. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_OSI: использовано 3 блоков из 8, кол-во символов 1652 (10%)
    4. https://StudFiles.net/preview/5157319/: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 308 (2%)


    Поделитесь в соц.сетях:

    Оцените статью:

    1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
    Загрузка...

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован.