Pokúsim sa čo najjednoduchším spôsobom opísať, čo je to beštia OSI a kto ju potrebuje. Ak chcete spojiť svoj život s informačnými technológiami a ste na úplnom začiatku cesty, pochopenie fungovania OSI je jednoducho nevyhnutné, každý profesionál vám to povie.
Začnem definíciou, ako je to zvykom. Model OSI je teoretický ideálny model na prenos údajov v sieti. To znamená, že v praxi s týmto modelom nikdy nenájdete presnú zhodu, ide o kritérium, ktoré vývojári sietí a výrobcovia sieťových zariadení dodržiavajú, aby si zachovali kompatibilitu svojich produktov. Môžete to porovnať s predstavami ľudí o ideálnom človeku - nenájdete ho nikde, ale každý vie, o čo sa má usilovať.
Chcem okamžite načrtnúť jednu nuansu - to, čo sa prenáša po sieti v rámci modelu OSI, budem volať dáta, čo nie je úplne správne, ale aby som nezamieňal začínajúceho čitateľa s pojmami, urobil som so svojím svedomím kompromis.
Nasleduje najznámejší a najlepšie pochopený modelový diagram OSI. V článku bude viac kresieb, ale navrhujem považovať tú prvú za hlavnú:
Tabuľka sa skladá z dvoch stĺpcov, v počiatočnej fáze nás zaujíma iba ten pravý. Tabuľku budeme čítať zdola nahor (inak:)). V skutočnosti to nie je môj rozmar, ale robím to pre pohodlie asimilácie informácií - od jednoduchých po zložité. Choď!
Na pravej strane vyššie uvedenej tabuľky, zdola nahor, je zobrazená cesta údajov prenášaných cez sieť (napríklad z domáceho smerovača do počítača). Vysvetlenie - ak čítate vrstvy OSI zdola nahor, potom to bude dátová cesta na strane prijímajúcej, ak zhora nadol, potom naopak - strana odosielajúca. Dúfam, že zatiaľ je to jasné. Ak chcete úplne rozptýliť pochybnosti, tu je ďalší diagram pre zrozumiteľnosť:
Ak chcete vysledovať cestu údajov a zmeny, ktoré s nimi prebiehajú cez úrovne, stačí si predstaviť, ako sa pohybujú pozdĺž modrej čiary na diagrame, najprv sa pohybujú zhora nadol pozdĺž úrovní OSI od prvého počítača, potom od zdola nahor k druhej. Teraz sa pozrime podrobnejšie na každú z úrovní.
1) Fyzický (fyzický) - označuje sa ním takzvané „médium na prenos údajov“, t.j. drôty, optický kábel, rádiové vlny (v prípade bezdrôtového pripojenia) a podobne. Napríklad, ak je váš počítač pripojený k internetu pomocou kábla, potom sú za pripojenie zodpovedné vodiče, kontakty na konci vodiča, kontakty konektora sieťovej karty vášho počítača, ako aj vnútorné elektrické obvody na doskách počítača. kvalita prenosu údajov na prvej, fyzickej úrovni. Sieťoví inžinieri majú koncept „problému s fyzikou“- to znamená, že špecialista videl zariadenie na fyzickej vrstve ako vinníka „neprenosu“dát, napríklad niekde je prerušený sieťový kábel alebo slabý signál úrovni.
2) Kanál (dátový odkaz) - je to oveľa zaujímavejšie. Aby sme porozumeli vrstve dátového spojenia, najskôr musíme uchopiť koncept MAC adresy, pretože to bude on, kto bude hlavnou postavou v tejto kapitole:). MAC adresa sa tiež nazýva „fyzická adresa“, „hardvérová adresa“. Je to sada 12 znakov v číselnej sústave oddelená 6 čiarkami alebo dvojbodkami, napríklad 08: 00: 27: b4: 88: c1. Je potrebné jednoznačne identifikovať sieťové zariadenie v sieti. Teoreticky je MAC adresa globálne jedinečná, t.j. nikde na svete nemôže byť takáto adresa a vo fáze výroby je „všitá“do sieťového zariadenia. Existujú však jednoduché spôsoby, ako ho zmeniť na svojvoľný, a okrem toho niektorí bezohľadní a málo známi výrobcovia neváhajú napríklad nitovať dávku 5 000 sieťových kariet s úplne rovnakým MAC. Podľa toho, ak sa v rovnakej lokálnej sieti vyskytnú najmenej dvaja takíto „brat-akrobati“, začnú sa konflikty a problémy.
Takže vo vrstve dátového spojenia sú údaje spracovávané sieťovým zariadením, ktoré zaujíma iba jedna vec - naša notoricky známa MAC adresa, t.j. má záujem o adresáta doručenia. Napríklad zariadenia linkovej vrstvy zahŕňajú prepínače (sú to tiež prepínače) - uchovávajú v pamäti adresy MAC sieťových zariadení, s ktorými majú priame a priame pripojenie, a keď prijímajú údaje na svojom prijímacom porte, kontrolujú MAC adresy v dátach s MAC adresami dostupnými v pamäti. Ak dôjde k zhode, potom sa údaje pošlú adresátovi, zvyšok sa jednoducho ignoruje.
3) Sieť (sieť) - „posvätná“úroveň, pochopenie princípu fungovania, z ktorého väčšinou robí sieťového inžiniera taký. Tu vládne „IP adresa“železnou päsťou, tu je to základ základov. Vďaka prítomnosti adresy IP je možné prenášať údaje medzi počítačmi, ktoré nie sú súčasťou rovnakej lokálnej siete. Prenos údajov medzi rôznymi lokálnymi sieťami sa nazýva smerovanie a zariadenia, ktoré to umožňujú, sú smerovače (sú to tiež smerovače, aj keď v posledných rokoch bol koncept smerovača veľmi narušený).
Takže IP adresa - ak nejdete do podrobností, potom je to sada 12 číslic v desatinnej („normálnej“) sústave kalkúl, rozdelená na 4 oktety, oddelené bodkou, ktorá je priradená sieti zariadenie po pripojení k sieti. Tu musíte ísť trochu hlbšie: napríklad veľa ľudí pozná adresu zo série 192.168.1.23. Je celkom zrejmé, že tu nie je 12 číslic. Ak však napíšete adresu v plnom formáte, všetko zapadne na miesto - 192.168.001.023. V tejto fáze nebudeme kopať ešte hlbšie, pretože adresovanie IP je samostatnou témou pre príbeh a zobrazovanie.
4) Transportná vrstva (transport) - ako už z názvu vyplýva, je potrebná presne na doručenie a odoslanie údajov adresátovi. Podľa analógie s našou trpezlivou poštou je IP adresa skutočne doručovacou alebo prijímacou adresou a prepravný protokol je poštár, ktorý vie prečítať a vie, ako doručiť list. Existujú rôzne protokoly na rôzne účely, ale majú rovnaký význam - doručenie.
Transportná vrstva je posledná, o ktorú sa všeobecne zaujímajú sieťoví inžinieri, správcovia systému. Ak všetky 4 nižšie úrovne fungovali tak, ako mali, ale údaje sa nedostali do cieľa, potom treba problém hľadať v softvéri konkrétneho počítača. Protokoly takzvaných vyšších úrovní sú veľmi znepokojené programátormi a niekedy ešte správcami systému (ak sa napríklad venuje údržbe serverov). Preto ďalej podrobne opíšem účel týchto úrovní. Ak sa navyše pozriete na situáciu objektívne, najčastejšie v praxi prevezme funkcie viacerých vyšších vrstiev modelu OSI jedna aplikácia alebo služba a nedá sa jednoznačne povedať, kam ju priradiť.
5) Relácia - riadi otváranie a zatváranie relácie dátového prenosu, kontroluje prístupové práva, kontroluje synchronizáciu začiatku a konca prenosu. Napríklad ak stiahnete súbor z Internetu, váš prehliadač (alebo prostredníctvom toho, čo si tam stiahnete) odošle požiadavku na server, kde sa súbor nachádza. V tomto okamihu sú zapnuté protokoly relácií, ktoré zabezpečia úspešné stiahnutie súboru, potom sa teoreticky automaticky vypnú, aj keď existujú možnosti.
6) Zástupca (prezentácia) - pripravuje údaje na spracovanie konečnou prihláškou. Napríklad ak je to textový súbor, musíte skontrolovať kódovanie (aby „kryakozyabrov“nefungoval), je možné ho rozbaliť z archívu …. ale tu je opäť jasne vysledovateľné to, o čom som písal skôr - je veľmi ťažké oddeliť, kde končí reprezentatívna úroveň a kde začína ďalšia:
7) Aplikácia (aplikácia) - ako už z názvu vyplýva, úroveň aplikácií, ktoré využívajú prijaté dáta a vidíme výsledok prác všetkých úrovní modelu OSI. Napríklad čítate tento text, pretože ste ho otvorili v správnom kódovaní, správnom písme atď. prehliadač.
A teraz, keď máme aspoň všeobecné znalosti o procesnej technológii, považujem za potrebné povedať o tom, čo sú bity, rámce, pakety, bloky a dáta. Ak si pamätáte, na začiatku tohto článku som vás požiadal, aby ste nedávali pozor na ľavý stĺpec v hlavnej tabuľke. Takže, jej čas nadišiel! Teraz si opäť prejdeme všetky vrstvy modelu OSI a uvidíme, ako sa jednoduché bity (nuly a jednotky) prevádzajú do dát. Pôjdeme rovnakou cestou zdola nahor, aby sme nenarušili postupnosť zvládnutia látky.
Na fyzickej úrovni máme signál. Môže to byť elektrické, optické, rádiové vlny atď. Zatiaľ to nie sú ani bity, ale sieťové zariadenie analyzuje prijatý signál a prevádza ho na nuly a jednotky. Tento proces sa nazýva „hardvérová konverzia“. Ďalej, už vo vnútri sieťového zariadenia, sa bity kombinujú do bajtov (v jednom bajte je osem bitov), spracúvajú sa a prenášajú sa do vrstvy dátového spojenia.
Na úrovni dátového spojenia máme takzvaný Ak zhruba, potom ide o balík bajtov od 64 do 1518 v jednom balíku, z ktorého prepínač prečíta hlavičku, ktorá obsahuje MAC adresy príjemcu a odosielateľa., ako aj technické informácie. Vidiac zhodu MAC adresy v hlavičke a v jej (pamäti), prepínač prenáša rámce s takýmito zhodami do cieľového zariadenia
Na úrovni siete sa k celej tejto dobrote pridávajú aj adresy IP príjemcu a odosielateľa, ktoré sa extrahujú z tej istej hlavičky a nazýva sa to paket.
Na transportnej úrovni je paket adresovaný zodpovedajúcemu protokolu, ktorého kód je uvedený v informácii o službe hlavičky a je daný službám protokolov vyššej úrovne, pre ktoré sú to už úplné údaje, t. informácie v stráviteľnej a použiteľnej forme pre aplikácie.
Na nasledujúcom diagrame to bude vidieť jasnejšie:
Toto je veľmi hrubé vysvetlenie princípu modelu OSI, snažil som sa zobraziť iba to, čo je momentálne relevantné a s ktorým sa bežný začínajúci IT špecialista pravdepodobne nestretne - napríklad zastarané alebo exotické protokoly siete resp. transportné vrstvy. Yandex vám teda pomôže:).
