Взаимодействие компьютеров возможно только при наличии общего языка. Структуру этого языка описывают уровни сетевой модели OSI. Давайте подробней рассмотрим данную модель.
Сетевая модель OSI (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.
Графическое представление модели:
Сетевая модель OSI (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.
Графическое представление модели:
Уровни сетевой модели
1. Физический уровень. Обеспечивает физическое соединение двух узлов. Это самый нижний уровень, его роль сводится к передачи битовых потоков данных (сигналы и двоичные данные). Он отвечает за активацию, поддержку и деактивацию таких потоков. Примеры: USB, кабель («витая пара», коаксиальный, оптоволоконный), радиоканал.
2. Канальный уровень. Обеспечивает передачу данных между двумя узлами. В отличие от физического уровня, на котором пересылаются необработанные биты, здесь есть высокоуровневые функции, например коррекции ошибок и управление потоком. Имеются также процедуры активации, поддержки и деактивации канальных соединений. Пример: Сетевая карта, MAC-адрес, Интернет.
Сетевая карта (Ethernet-адаптер, NIC, network interface card) позволяет объединить компьютеры в локальную сеть, например, связать между собой два компьютера. Кроме того, с помощью сетевой карты к ПК подключается различное оборудование, например, ADSL-модем, сетевой принтер.
MAC-адрес (Media Access Control — управление доступом к среде, также Hardware Address) — уникальный идентификатор, присваиваемый каждой единице активного оборудования или некоторым их интерфейсам в компьютерных сетях Ethernet.
3. Сетевой уровень. Играет промежуточную роль. В основном используется для передачи информации между более низкими и более высокими уровнями. Здесь осуществляется адресация и маршрутизация. Пример: IPv4, IPv6, IPsec.
TCP/IP — сетевая модель передачи данных, представленных в цифровом виде. Модель описывает способ передачи данных от источника информации к получателю.
IPv4 (Internet Protocol version 4) — четвёртая версия интернет протокола (IP). Первая широко используемая версия.
IPv6 (Internet Protocol version 6) — новая версия интернет протокола (IP), призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете, за счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32.
IPsec (сокращение от IP Security) — набор протоколов для обеспечения защиты данных, передаваемых по межсетевому протоколу IP. Позволяет осуществлять подтверждение подлинности (аутентификацию), проверку целостности и/или шифрование IP-пакетов.
IPsec также включает в себя протоколы для защищённого обмена ключами в сети Интернет. В основном, применяется для организации VPN-соединений.
4. Транспортный уровень. Обеспечивает прозрачную передачу данных между системами (доставка и отправка данных до адресата). Благодаря надёжности этого процесса более высокие уровни могут не беспокоиться таких аспектах, как стабильность и рентабельность передачи информации. Пример: TCP.
5. Сеансовый уровень. Управляет открытием, закрытием сеанса передачи данных, проверяет права доступа, контролирует синхронизацию начала и окончания передачи.
Например, если вы качаете какой-нибудь файл из интернета, то браузер отправляет запрос серверу, на котором находится файл. На этом моменте включаются сеансовые протоколы, которые и обеспечивают успешное скачивание файла, после чего автоматически выключаются.
6. Представительский уровень. Отвечает за предоставление приложениям данных на понятном им языке. Благодаря этому становятся возможными такие вещи, ка шифрование и сжатие данных.
Например, если это текстовый файл, то нужно проверить кодировку (чтобы не получилось «крякозябров»).
7. Прикладной уровень. Следит за требованиями приложений. Даёт доступ к сетевым службам. Пример: HTTP, FTP, POP3
HTTP (HyperText Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных (изначально — в виде гипертекстовых документов в формате «HTML», в настоящий момент используется для передачи произвольных данных). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование:
- Потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос;
- Поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.
FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов по сети. Гарантирует передачу (либо выдачу ошибки) за счёт применения квитируемого протокола TCP. Стандартный порт управления FTP-соединением — 21. Типичное применение FTP-протокола — загрузка сайтов и других документов с частного устройства разработки на общедоступные сервера хостинга. Протокол построен на архитектуре «клиент-сервер».
POP3 (Post Office Protocol Version 3 — протокол почтового отделения, версия 3) — стандартный интернет-протокол прикладного уровня, используемый клиентами электронной почты для получения почты с удалённого сервера по TCP-соединению.
В итоге можно сказать, что данные по этим уровням пересылаются небольшими фрагментами, которые называются пакетами. Каждый пакет содержит реализации протоколов различных уровней. Этот процесс называется инкапсуляцией.