Страт другого узла меньше, чем страт этого компьютера
Обновлено: 06.07.2024
Модель OSI (Open System Interconnection) разбивает различные аспекты компьютерной сети на семь отдельных уровней. Каждый последующий слой обволакивает слой под ним, скрывая его детали от уровней выше.
Модель OSI сама по себе не является сетевым стандартом в том же смысле, что Ethernet и TCP/IP. Скорее, модель OSI представляет собой структуру, в которую могут вписываться различные сетевые стандарты. Модель OSI определяет, какие аспекты работы сети могут быть рассмотрены различными сетевыми стандартами. Таким образом, в некотором смысле модель OSI является своего рода стандартом стандарта.
Первые три уровня иногда называют нижними уровнями. Они связаны с механизмом передачи информации с одного компьютера на другой по сети. Уровни 4–7 иногда называют верхними уровнями. Они связаны с тем, как приложения взаимодействуют с сетью через интерфейсы прикладного программирования.
Уровень 1: физический уровень
Нижним уровнем модели OSI является физический уровень. В нем рассматриваются физические характеристики сети, такие как типы кабелей, используемых для подключения устройств, типы используемых разъемов, допустимая длина кабелей и т. д. Например, стандарт Ethernet для кабелей 100BaseT определяет электрические характеристики кабелей с витой парой, размер и форму разъемов, максимальную длину кабелей и т. д.
Другой аспект физического уровня заключается в том, что он определяет электрические характеристики сигналов, используемых для передачи данных по кабелям от одного сетевого узла к другому. Физический уровень не определяет никакого конкретного значения для этих сигналов, кроме основных двоичных значений 0 и 1. Более высокие уровни модели OSI должны назначать значения битам, передаваемым на физическом уровне.
Одним из типов устройств физического уровня, обычно используемых в сетях, является повторитель. Повторитель используется для регенерации сигналов, когда вам нужно превысить длину кабеля, разрешенную стандартом физического уровня, или когда вам нужно перераспределить сигнал с одного кабеля на два или более кабелей.
Концентратор 10BaseT старого образца также является устройством физического уровня. Технически концентратор — это многопортовый ретранслятор, потому что его цель — регенерировать каждый сигнал, полученный на любом порту, на всех других портах концентратора. Повторители и концентраторы не проверяют содержимое сигналов, которые они регенерируют. В противном случае они работали бы на уровне канала передачи данных, а не на физическом уровне.
Уровень 2: канальный уровень
Уровень канала передачи данных — это самый нижний уровень, на котором значение присваивается битам, передаваемым по сети. Протоколы канала передачи данных учитывают такие вещи, как размер каждого пакета данных, которые должны быть отправлены, средства адресации каждого пакета, чтобы он был доставлен предполагаемому получателю, и способ гарантировать, что два или более узла не попытаются одновременно передавать данные по сети.
Уровень канала передачи данных также обеспечивает базовое обнаружение и исправление ошибок, чтобы гарантировать, что отправляемые данные совпадают с полученными данными. Если возникает неисправимая ошибка, стандарт канала передачи данных должен указывать, как узел должен быть проинформирован об ошибке, чтобы он мог повторно передать данные.
На канальном уровне каждое устройство в сети имеет адрес, известный как адрес управления доступом к среде или MAC-адрес. Это фактический аппаратный адрес, присвоено устройству на заводе.
Вы можете увидеть MAC-адрес сетевого адаптера компьютера, открыв командное окно и выполнив команду ipconfig /all.
Уровень 3: сетевой уровень
Сетевой уровень выполняет задачу маршрутизации сетевых сообщений с одного компьютера на другой. Двумя наиболее популярными протоколами уровня 3 являются IP (обычно в паре с TCP) и IPX (обычно в паре с SPX для использования в сетях Novell и Windows).
Одной важной функцией сетевого уровня является логическая адресация. Каждое сетевое устройство имеет физический адрес, называемый MAC-адресом, который назначается устройству на заводе. Когда вы покупаете сетевую карту для установки в компьютер, MAC-адрес этой карты изменить нельзя. Но что, если вы хотите использовать другую схему адресации для обращения к компьютерам и другим устройствам в вашей сети? Вот тут-то и появляется концепция логической адресации; логический адрес дает сетевому устройству место, где к нему можно получить доступ в сети — с помощью назначенного вами адреса.
Логические адреса создаются и используются протоколами сетевого уровня, такими как IP или IPX. Протокол сетевого уровня преобразует логические адреса в MAC-адреса. Например, если вы используете IP в качестве протокола сетевого уровня, устройствам в сети назначаются IP-адреса, например 207.120.67.30.Поскольку протокол IP должен использовать протокол канального уровня для фактической отправки пакетов на устройства, IP должен знать, как преобразовать IP-адрес устройства в правильный MAC-адрес для устройства. Вы можете использовать команду ipconfig, чтобы увидеть IP-адрес вашего компьютера.
Другой важной функцией сетевого уровня является маршрутизация — поиск подходящего пути в сети. Маршрутизация вступает в игру, когда компьютеру в одной сети необходимо отправить пакет на компьютер в другой сети. В этом случае устройство сетевого уровня, называемое маршрутизатором, пересылает пакет в сеть назначения. Важной особенностью маршрутизаторов является то, что их можно использовать для соединения сетей, использующих разные протоколы уровня 2. Например, маршрутизатор можно использовать для подключения локальной сети, использующей Ethernet, к глобальной сети, работающей на другом наборе низкоуровневых протоколов, например T1.
Уровень 4: Транспортный уровень
Транспортный уровень — это базовый уровень, на котором один сетевой компьютер взаимодействует с другим сетевым компьютером. На транспортном уровне вы найдете один из самых популярных сетевых протоколов: TCP. Основная цель транспортного уровня — обеспечить надежное и безошибочное перемещение пакетов по сети. Транспортный уровень делает это, устанавливая соединения между сетевыми устройствами, подтверждая получение пакетов и повторно отправляя пакеты, которые не были получены или повреждены при их поступлении.
Во многих случаях протокол транспортного уровня делит большие сообщения на более мелкие пакеты, которые можно эффективно отправлять по сети. Протокол транспортного уровня повторно собирает сообщение на принимающей стороне, обеспечивая получение всех пакетов, содержащихся в одной передаче, и отсутствие потери данных.
Уровень 5: Сеансовый уровень
Сеансовый уровень устанавливает сеансы (экземпляры связи и обмена данными) между сетевыми узлами. Перед передачей данных по сети должен быть установлен сеанс. Сеансовый уровень обеспечивает правильную установку и поддержку этих сеансов.
Уровень 6: Уровень представления
Уровень представления отвечает за преобразование данных, отправляемых по сети, из одного типа представления в другой. Например, уровень представления может применять сложные методы сжатия, поэтому для представления информации при ее передаче по сети требуется меньше байтов данных. На другом конце передачи транспортный уровень распаковывает данные.
Уровень представления также может шифровать данные перед их передачей, а затем расшифровывать их на другом конце, используя сложный метод шифрования.
Уровень 7: Прикладной уровень
Инструменты
Модель взаимодействия открытых систем (OSI) – это концептуальная структура, описывающая сетевые или телекоммуникационные системы как семь уровней, каждый из которых выполняет свою функцию.
Уровни помогают сетевым специалистам визуализировать, что происходит в их сетях, и могут помочь сетевым администраторам сузить круг проблем (это физическая проблема или что-то связанное с приложением?), а также программистам (при разработке приложения, которое с другими слоями нужно работать?). Продавцы технических решений, продающие новые продукты, часто обращаются к модели OSI, чтобы помочь клиентам понять, с каким уровнем работают их продукты и работают ли они «по всему стеку».
7 уровней модели OSI
Так было не всегда. Задуманные в 1970-х годах, когда компьютерные сети только начинали развиваться, две отдельные модели были объединены в 1983 году и опубликованы в 1984 году, чтобы создать модель OSI, с которой сегодня знакомо большинство людей. Большинство описаний модели OSI идут сверху вниз, а числа идут от уровня 7 вниз к уровню 1. Уровни и то, что они представляют, следующие:
Уровень 7 — Приложение
Прикладной уровень в модели OSI — это уровень, который является «ближайшим к конечному пользователю». Он получает информацию непосредственно от пользователей и отображает поступающие данные пользователю. Как ни странно, сами приложения не находятся на прикладном уровне. Вместо этого уровень облегчает связь через нижние уровни, чтобы установить соединения с приложениями на другом конце. Веб-браузеры (Google Chrome, Firefox, Safari и т. д.), TelNet и FTP являются примерами связи, основанной на уровне 7.
Уровень 6 — Презентация
Уровень представления представляет собой область, которая не зависит от представления данных на прикладном уровне. В общем, это подготовка или перевод формата приложения в сетевой формат или из сетевого форматирования в формат приложения. Другими словами, уровень «представляет» данные для приложения или сети.Хорошим примером этого является шифрование и дешифрование данных для безопасной передачи; это происходит на уровне 6.
Уровень 5 — Сеанс
Когда двум компьютерам или другим сетевым устройствам необходимо обмениваться данными друг с другом, необходимо создать сеанс, и это делается на сеансовом уровне. Функции на этом уровне включают настройку, координацию (например, как долго система должна ждать ответа) и завершение работы между приложениями на каждом конце сеанса.
Уровень 4 — Транспорт
Транспортный уровень отвечает за координацию передачи данных между конечными системами и хостами. Сколько данных отправлять, с какой скоростью, куда они идут и т. д. Наиболее известным примером транспортного уровня является протокол управления передачей (TCP), который построен поверх интернет-протокола (IP), широко известного как TCP. /IP. Номера портов TCP и UDP работают на уровне 4, а IP-адреса работают на уровне 3, сетевом уровне.
Уровень 3 — Сеть
Здесь, на сетевом уровне, вы найдете большую часть функций маршрутизатора, которые важны и нравятся большинству сетевых специалистов. В самом общем смысле этот уровень отвечает за пересылку пакетов, включая маршрутизацию через разные маршрутизаторы. Возможно, вы знаете, что ваш компьютер в Бостоне хочет подключиться к серверу в Калифорнии, но есть миллионы разных путей. Маршрутизаторы на этом уровне помогают сделать это эффективно.
Уровень 2 – Канал передачи данных
Уровень канала передачи данных обеспечивает передачу данных между узлами (между двумя напрямую подключенными узлами), а также обрабатывает исправление ошибок на физическом уровне. Здесь также существуют два подуровня — уровень управления доступом к среде (MAC) и уровень управления логическим каналом (LLC). В сетевом мире большинство коммутаторов работают на уровне 2. Но не все так просто. Некоторые коммутаторы также работают на уровне 3, чтобы поддерживать виртуальные локальные сети, которые могут охватывать более одной подсети коммутатора, что требует возможностей маршрутизации.
Уровень 1 — физический
В нижней части нашей модели OSI находится физический уровень, представляющий электрическое и физическое представление системы. Это может включать в себя все, от типа кабеля, радиочастотного канала (как в сети Wi-Fi), а также расположения контактов, напряжения и других физических требований. Когда возникает проблема с сетью, многие специалисты по сетевым технологиям сразу же обращаются к физическому уровню, чтобы проверить, правильно ли подключены все кабели и что, например, вилка питания не вынута из маршрутизатора, коммутатора или компьютера.
Почему вам нужно знать 7 уровней OSI
Большинству ИТ-специалистов, скорее всего, потребуется знать о различных уровнях, когда они собираются сдавать сертификаты, примерно так же, как студенту, изучающему гражданское право, нужно узнать о трех ветвях власти США. После этого вы услышите о модели OSI, когда поставщики расскажут, с какими уровнями работают их продукты.
В сообщении Quora Викрам Кумар с вопросом о цели модели OSI ответил так:
"Цель эталонной модели OSI – помочь поставщикам и разработчикам обеспечить совместимость создаваемых ими цифровых коммуникационных продуктов и программного обеспечения, а также упростить сравнение средств коммуникации".
Хотя некоторые люди могут утверждать, что модель OSI устарела (из-за своей концептуальной природы) и менее важна, чем четыре уровня модели TCP/IP, Кумар говорит, что «трудно читать о сетевых технологиях сегодня, не видя ссылки на модель OSI и ее уровни, потому что структура модели помогает вести обсуждение протоколов и сопоставлять различные технологии».
Если вы понимаете модель OSI и ее уровни, вы также сможете понять, какие протоколы и устройства могут взаимодействовать друг с другом при разработке и объяснении новых технологий.
Модель OSI остается актуальной
В сообщении на GeeksforGeeks участник Вабхав Билотиа приводит несколько причин, по которым модель OSI остается актуальной, особенно когда речь идет о безопасности и определении возможных технических рисков и уязвимостей.
Например, зная различные уровни, группы безопасности предприятия могут определять и классифицировать физический доступ, где находятся данные, а также предоставлять список приложений, которые сотрудники используют для доступа к данным и ресурсам.
«Знание того, где хранится большая часть данных вашей компании, локально или в облачных сервисах, поможет определить вашу политику информационной безопасности», — пишет Билотиа. «Вы можете инвестировать в правильные решения, обеспечивающие видимость данных на соответствующих уровнях OSI, когда у вас есть эти знания».
Кроме того, модель OSI можно использовать для понимания миграции облачной инфраструктуры, особенно когда речь идет о защите данных в облаке.
А поскольку эта модель существует уже очень давно и понятна очень многим, единый словарь и термины помогают специалистам по сетевым технологиям быстро понять компоненты сетевой системы. «Хотя эта парадигма напрямую не реализована в современных сетях TCP/IP, , это полезная концептуальная модель для связывания нескольких технологий друг с другом и реализации соответствующей технологии надлежащим образом», — пишет Билотиа. Мы не могли не согласиться.
Как запомнить слои OSI Model 7 — 8 мнемонических приемов
Если вам нужно запомнить слои для колледжа или сертификационного экзамена, вот несколько предложений, которые помогут запомнить их по порядку. Первая буква каждого слова совпадает с первой буквой уровня OSI.
От приложения к физическому (от уровня 7 до уровня 1):
Кажется, всем людям нужна обработка данных
Все профессионалы ищут первоклассные пончики
Пингвин сказал, что никто не пьет пепси
Священник увидел, как две монахини отжимаются
От физического к приложению (от уровня 1 до уровня 7):
Пожалуйста, не выбрасывайте пиццу с сосисками
Пью! Мертвые черепашки-ниндзя пахнут особенно ужасно
Людям не нужно видеть Полу Абдул
Питу больше не нужно продавать соленья
Кит Шоу был редактором Network World и автором колонки Cool Tools. Сейчас он внештатный писатель и редактор из Вустера, штат Массачусетс.
Присоединяйтесь к сообществам Network World на Facebook и LinkedIn, чтобы комментировать самые важные темы.
Кит Шоу – независимый цифровой журналист, который пишет о мире ИТ более 20 лет.
Модель OSI (Open System Interconnection) разбивает различные аспекты компьютерной сети на семь отдельных уровней. Каждый последующий слой обволакивает слой под ним, скрывая его детали от уровней выше.
Модель OSI сама по себе не является сетевым стандартом в том же смысле, что Ethernet и TCP/IP. Скорее, модель OSI представляет собой структуру, в которую могут вписываться различные сетевые стандарты. Модель OSI определяет, какие аспекты работы сети могут быть рассмотрены различными сетевыми стандартами. Таким образом, в некотором смысле модель OSI является своего рода стандартом стандарта.
Первые три уровня иногда называют нижними уровнями. Они связаны с механизмом передачи информации с одного компьютера на другой по сети. Уровни 4–7 иногда называют верхними уровнями. Они связаны с тем, как приложения взаимодействуют с сетью через интерфейсы прикладного программирования.
Уровень 1: физический уровень
Нижним уровнем модели OSI является физический уровень. В нем рассматриваются физические характеристики сети, такие как типы кабелей, используемых для подключения устройств, типы используемых разъемов, допустимая длина кабелей и т. д. Например, стандарт Ethernet для кабелей 100BaseT определяет электрические характеристики кабелей с витой парой, размер и форму разъемов, максимальную длину кабелей и т. д.
Другой аспект физического уровня заключается в том, что он определяет электрические характеристики сигналов, используемых для передачи данных по кабелям от одного сетевого узла к другому. Физический уровень не определяет никакого конкретного значения для этих сигналов, кроме основных двоичных значений 0 и 1. Более высокие уровни модели OSI должны назначать значения битам, передаваемым на физическом уровне.
Одним из типов устройств физического уровня, обычно используемых в сетях, является повторитель. Повторитель используется для регенерации сигналов, когда вам нужно превысить длину кабеля, разрешенную стандартом физического уровня, или когда вам нужно перераспределить сигнал с одного кабеля на два или более кабелей.
Концентратор 10BaseT старого образца также является устройством физического уровня. Технически концентратор — это многопортовый ретранслятор, потому что его цель — регенерировать каждый сигнал, полученный на любом порту, на всех других портах концентратора. Повторители и концентраторы не проверяют содержимое сигналов, которые они регенерируют. В противном случае они работали бы на уровне канала передачи данных, а не на физическом уровне.
Уровень 2: канальный уровень
Уровень канала передачи данных — это самый нижний уровень, на котором значение присваивается битам, передаваемым по сети. Протоколы канала передачи данных учитывают такие вещи, как размер каждого пакета данных, которые должны быть отправлены, средства адресации каждого пакета, чтобы он был доставлен предполагаемому получателю, и способ гарантировать, что два или более узла не попытаются одновременно передавать данные по сети.
Уровень канала передачи данных также обеспечивает базовое обнаружение и исправление ошибок, чтобы гарантировать, что отправляемые данные совпадают с полученными данными. Если возникает неисправимая ошибка, стандарт канала передачи данных должен указывать, как узел должен быть проинформирован об ошибке, чтобы он мог повторно передать данные.
На канальном уровне каждое устройство в сети имеет адрес, известный как адрес управления доступом к среде или MAC-адрес. Это фактический аппаратный адрес, присвоено устройству на заводе.
Вы можете увидеть MAC-адрес сетевого адаптера компьютера, открыв командное окно и выполнив команду ipconfig /all.
Уровень 3: сетевой уровень
Сетевой уровень выполняет задачу маршрутизации сетевых сообщений с одного компьютера на другой. Двумя наиболее популярными протоколами уровня 3 являются IP (обычно в паре с TCP) и IPX (обычно в паре с SPX для использования в сетях Novell и Windows).
Одной важной функцией сетевого уровня является логическая адресация. Каждое сетевое устройство имеет физический адрес, называемый MAC-адресом, который назначается устройству на заводе. Когда вы покупаете сетевую карту для установки в компьютер, MAC-адрес этой карты изменить нельзя. Но что, если вы хотите использовать другую схему адресации для обращения к компьютерам и другим устройствам в вашей сети? Вот тут-то и появляется концепция логической адресации; логический адрес дает сетевому устройству место, где к нему можно получить доступ в сети — с помощью назначенного вами адреса.
Логические адреса создаются и используются протоколами сетевого уровня, такими как IP или IPX. Протокол сетевого уровня преобразует логические адреса в MAC-адреса. Например, если вы используете IP в качестве протокола сетевого уровня, устройствам в сети назначаются IP-адреса, например 207.120.67.30. Поскольку протокол IP должен использовать протокол канального уровня для фактической отправки пакетов на устройства, IP должен знать, как преобразовать IP-адрес устройства в правильный MAC-адрес для устройства. Вы можете использовать команду ipconfig, чтобы увидеть IP-адрес вашего компьютера.
Другой важной функцией сетевого уровня является маршрутизация — поиск подходящего пути в сети. Маршрутизация вступает в игру, когда компьютеру в одной сети необходимо отправить пакет на компьютер в другой сети. В этом случае устройство сетевого уровня, называемое маршрутизатором, пересылает пакет в сеть назначения. Важной особенностью маршрутизаторов является то, что их можно использовать для соединения сетей, использующих разные протоколы уровня 2. Например, маршрутизатор можно использовать для подключения локальной сети, использующей Ethernet, к глобальной сети, работающей на другом наборе низкоуровневых протоколов, например T1.
Уровень 4: Транспортный уровень
Транспортный уровень — это базовый уровень, на котором один сетевой компьютер взаимодействует с другим сетевым компьютером. На транспортном уровне вы найдете один из самых популярных сетевых протоколов: TCP. Основная цель транспортного уровня — обеспечить надежное и безошибочное перемещение пакетов по сети. Транспортный уровень делает это, устанавливая соединения между сетевыми устройствами, подтверждая получение пакетов и повторно отправляя пакеты, которые не были получены или повреждены при их поступлении.
Во многих случаях протокол транспортного уровня делит большие сообщения на более мелкие пакеты, которые можно эффективно отправлять по сети. Протокол транспортного уровня повторно собирает сообщение на принимающей стороне, обеспечивая получение всех пакетов, содержащихся в одной передаче, и отсутствие потери данных.
Уровень 5: Сеансовый уровень
Сеансовый уровень устанавливает сеансы (экземпляры связи и обмена данными) между сетевыми узлами. Перед передачей данных по сети должен быть установлен сеанс. Сеансовый уровень обеспечивает правильную установку и поддержку этих сеансов.
Уровень 6: Уровень представления
Уровень представления отвечает за преобразование данных, отправляемых по сети, из одного типа представления в другой. Например, уровень представления может применять сложные методы сжатия, поэтому для представления информации при ее передаче по сети требуется меньше байтов данных. На другом конце передачи транспортный уровень распаковывает данные.
Уровень представления также может шифровать данные перед их передачей, а затем расшифровывать их на другом конце, используя сложный метод шифрования.
Уровень 7: Прикладной уровень
Протокол – это набор правил, регулирующих обмен данными между компьютерами в сети. Чтобы два компьютера могли разговаривать друг с другом, они должны говорить на одном языке. Требуется множество различных типов сетевых протоколов и стандартов, чтобы ваш компьютер (независимо от того, какую операционную систему, сетевую карту или приложение вы используете) мог взаимодействовать с другим компьютером, расположенным на соседнем столе или на другом конце мира. Эталонная модель OSI (Взаимодействие открытых систем) определяет семь уровней сетевых протоколов.Сложность этих слоев выходит за рамки этого руководства; однако их можно упростить до четырех уровней, чтобы было проще определить некоторые протоколы, с которыми вы должны быть знакомы (см. рис. 1).
| Уровень OSI | Имя | Общие протоколы |
|---|---|---|
| 7 | Приложение | HTTP | FTP | SMTP | DNS | Telnet |
| 6 | Презентация | |
| 5 | Сеанс | |
| 4 | Транспорт | TCP | SPX |
| 3 | Сеть | IP | IPX |
| 2 | Канал передачи данных | Ethernet |
| Физический |
Рис. 1. Модель OSI, связанная с распространенными сетевыми протоколами
На рис. 1 показано, как некоторые из основных протоколов будут соотноситься с моделью OSI для связи через Интернет. В этой модели есть четыре уровня, в том числе:
Предполагая, что вы хотите отправить сообщение электронной почты кому-либо в Италии, мы рассмотрим уровни "снизу вверх", начиная с Ethernet (физический уровень/уровень канала передачи данных).
Ethernet (физический уровень/уровень передачи данных)
На физическом уровне сети основное внимание уделяется аппаратным элементам, таким как кабели, повторители и сетевые интерфейсные платы. На сегодняшний день наиболее распространенным протоколом, используемым на физическом уровне, является Ethernet. Например, сеть Ethernet (например, 10BaseT или 100BaseTX) определяет тип кабелей, которые можно использовать, оптимальную топологию (звезда или шина и т. д.), максимальную длину кабелей и т. д. (см. дополнительную информацию о стандартах Ethernet, относящихся к физическому уровню).
Канальный уровень сети определяет способ, которым пакеты данных передаются от одного узла к другому. Ethernet использует метод доступа, называемый CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей/обнаружение коллизий). Это система, в которой каждый компьютер прослушивает кабель перед отправкой чего-либо по сети. Если сеть свободна, компьютер будет передавать. Если какой-то другой узел уже передает по кабелю, компьютер будет ждать и повторить попытку, когда линия освободится. Иногда два компьютера пытаются передавать одновременно. При этом происходит столкновение. Затем каждый компьютер отключается и ждет случайное количество времени перед попыткой повторной передачи. При использовании этого метода доступа коллизии являются нормальным явлением. Однако задержка, вызванная коллизиями и повторной передачей, очень мала и обычно не влияет на скорость передачи в сети.
Интернет
Первоначальный стандарт Ethernet был разработан в 1983 году и имел максимальную скорость 10 Мбит/с (феноменальную для того времени) по коаксиальному кабелю. Протокол Ethernet допускает топологию шины, звезды или дерева в зависимости от типа используемых кабелей и других факторов. Этот тяжелый коаксиальный кабель был дорогим в покупке, установке и обслуживании, и его было очень сложно модернизировать в существующих помещениях.
Существующие стандарты теперь основаны на использовании витой пары. Распространенными стандартами витой пары являются 10BaseT, 100BaseT и 1000BaseT. Число (10, 100, 1000) и скорость передачи (10/100/1000 мегабит в секунду); «Base» означает «основной диапазон», что означает, что он имеет полный контроль над проводом на одной частоте; а «T» означает кабель «витая пара». Оптоволоконный кабель также можно использовать на этом уровне в 10BaseFL.
Быстрый Ethernet
Протокол Fast Ethernet поддерживает передачу до 100 Мбит/с. Fast Ethernet требует использования других, более дорогих сетевых концентраторов/концентраторов и сетевых карт. Кроме того, необходима витая пара или оптоволоконный кабель категории 5. Стандарты Fast Ethernet включают:
- 100BaseT — 100 Мбит/с по двухпарному кабелю UTP категории 5 или выше.
- 100BaseFX — 100 Мбит/с по оптоволоконному кабелю.
- 100BaseSX — 100 Мбит/с по многомодовому оптоволоконному кабелю.
- 100BaseBX — 100 Мбит/с по одномодовому оптоволоконному кабелю.
Гигабитный Ethernet
Стандарт Gigabit Ethernet — это протокол со скоростью передачи 1 Гбит/с (1000 Мбит/с). Он может использоваться как с оптоволоконным кабелем, так и с медным. (дополнительную информацию см. в разделе «Кабели»).
- 1000BaseT — 1000 Мбит/с по 2-парному кабелю UTP категории 5 или выше.
- 1000BaseTX — 1000 Мбит/с по двухпарному кабелю UTP категории 6 или выше.
- 1000BaseFX — 1000 Мбит/с по оптоволоконному кабелю.
- 1000BaseSX — 1000 Мбит/с по многомодовому оптоволоконному кабелю.
- 1000BaseBX — 1000 Мбит/с по одномодовому оптоволоконному кабелю.
Стандарты Ethernet продолжают развиваться. с 10-гигабитным Ethernet (10 000 Мбит/с) и 100-гигабитным Ethernet (100 000 Мбит/с),
Сводка протокола Ethernet
| Протокол | Кабель | Скорость |
|---|---|---|
| Ethernet | Витая пара , Коаксиальный, Оптоволокно | 10 Мбит/с |
| Fast Ethernet | Витая пара, Оптоволокно | 100 Мбит/с< /td> |
| Gigabit Ethernet | Витая пара, оптоволокно | 1000 Мбит/с |
Старые сетевые протоколы
Несколько очень популярных сетевых протоколов, широко использовавшихся в 90-х – начале 21 века, в настоящее время практически вышли из употребления. Хотя вы можете время от времени слышать такие термины, как «Localtalk» (Apple) или «Token Ring» (IBM), вы редко найдете эти системы все еще работающими. Хотя они сыграли важную роль в развитии сетей, их производительность и ограниченная емкость отодвинули их в прошлое после стандартизации Ethernet, вызванной успехом Интернета.
IP и IPX (сетевой уровень)
Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию сетевых сообщений (данных) с одного компьютера на другой. Обычными протоколами на этом уровне являются IP (который связан с TCP на транспортном уровне для сети Интернет) и IPX (который связан с SPX на транспортном уровне для некоторых старых сетей Macintosh, Linux, UNIX, Novell и Windows). Из-за роста числа интернет-сетей IP/TCP становятся ведущими протоколами для большинства сетей.
Каждое сетевое устройство (например, сетевые карты и принтеры) имеет физический адрес, который называется MAC-адресом (управление доступом к среде). Когда вы покупаете сетевую карту, MAC-адрес фиксируется и не может быть изменен. Сети, использующие протоколы IP и IPX, назначают логические адреса (которые состоят из MAC-адреса и сетевого адреса) устройствам в сети. Все это может стать довольно сложным — достаточно сказать, что сетевой уровень заботится об этом. назначает правильные адреса (через IP или IPX), а затем использует маршрутизаторы для отправки пакетов данных в другие сети.
TCP и SPX (транспортный уровень)
Транспортный уровень обеспечивает эффективную и надежную передачу пакетов данных из одной сети в другую. В большинстве случаев документ, сообщение электронной почты или другая информация не отправляются как единое целое. Вместо этого он разбивается на небольшие пакеты данных, каждый из которых имеет заголовок, определяющий правильную последовательность и документ.
Когда пакеты данных отправляются по сети, они могут идти по одному и тому же маршруту, а могут и по разным — это не имеет значения. На принимающей стороне пакеты данных повторно собираются в правильном порядке. После получения всех пакетов сообщение возвращается в исходную сеть. Если пакет не приходит, сообщение «повторно отправить» отправляется обратно в исходную сеть.
TCP в сочетании с IP — самый популярный протокол на транспортном уровне. Если протокол IPX используется на сетевом уровне (в таких сетях, как Novell или Microsoft), то он сочетается с SPX на транспортном уровне.
Некоторые протоколы перекрывают сеансовый, представительский и прикладной уровни сетей. Перечисленные ниже протоколы являются одними из наиболее известных:
4202 E. Fowler Ave., EDU162
Тампа, Флорида 33620
Доктор. Рой Винкельман, директор
Эта публикация была подготовлена в рамках гранта Министерства образования Флориды.
Информация, содержащаяся в этом документе, основана на информации, доступной на момент публикации, и может быть изменена. Несмотря на то, что были предприняты все разумные усилия для включения точной информации, Флоридский центр учебных технологий не дает никаких гарантий в отношении точности, полноты или пригодности информации, представленной здесь, для какой-либо конкретной цели. Ничто в данном документе не может быть истолковано как рекомендация использовать какой-либо продукт или услугу в нарушение существующих патентов или прав третьих лиц.
Инструменты
Модель взаимодействия открытых систем (OSI) – это концептуальная структура, описывающая сетевые или телекоммуникационные системы как семь уровней, каждый из которых выполняет свою функцию.
Уровни помогают сетевым специалистам визуализировать, что происходит в их сетях, и могут помочь сетевым администраторам сузить круг проблем (это физическая проблема или что-то связанное с приложением?), а также программистам (при разработке приложения, которое с другими слоями нужно работать?). Продавцы технических решений, продающие новые продукты, часто обращаются к модели OSI, чтобы помочь клиентам понять, с каким уровнем работают их продукты и работают ли они «по всему стеку».
7 уровней модели OSI
Так было не всегда. Задуманные в 1970-х годах, когда компьютерные сети только начинали развиваться, две отдельные модели были объединены в 1983 году и опубликованы в 1984 году, чтобы создать модель OSI, с которой сегодня знакомо большинство людей.Большинство описаний модели OSI идут сверху вниз, а числа идут от уровня 7 вниз к уровню 1. Уровни и то, что они представляют, следующие:
Уровень 7 — Приложение
Прикладной уровень в модели OSI — это уровень, который является «ближайшим к конечному пользователю». Он получает информацию непосредственно от пользователей и отображает поступающие данные пользователю. Как ни странно, сами приложения не находятся на прикладном уровне. Вместо этого уровень облегчает связь через нижние уровни, чтобы установить соединения с приложениями на другом конце. Веб-браузеры (Google Chrome, Firefox, Safari и т. д.), TelNet и FTP являются примерами связи, основанной на уровне 7.
Уровень 6 — Презентация
Уровень представления представляет собой область, которая не зависит от представления данных на прикладном уровне. В общем, это подготовка или перевод формата приложения в сетевой формат или из сетевого форматирования в формат приложения. Другими словами, уровень «представляет» данные для приложения или сети. Хорошим примером этого является шифрование и дешифрование данных для безопасной передачи; это происходит на уровне 6.
Уровень 5 — Сеанс
Когда двум компьютерам или другим сетевым устройствам необходимо обмениваться данными друг с другом, необходимо создать сеанс, и это делается на сеансовом уровне. Функции на этом уровне включают настройку, координацию (например, как долго система должна ждать ответа) и завершение работы между приложениями на каждом конце сеанса.
Уровень 4 — Транспорт
Транспортный уровень отвечает за координацию передачи данных между конечными системами и хостами. Сколько данных отправлять, с какой скоростью, куда они идут и т. д. Наиболее известным примером транспортного уровня является протокол управления передачей (TCP), который построен поверх интернет-протокола (IP), широко известного как TCP. /IP. Номера портов TCP и UDP работают на уровне 4, а IP-адреса работают на уровне 3, сетевом уровне.
Уровень 3 — Сеть
Здесь, на сетевом уровне, вы найдете большую часть функций маршрутизатора, которые важны и нравятся большинству сетевых специалистов. В самом общем смысле этот уровень отвечает за пересылку пакетов, включая маршрутизацию через разные маршрутизаторы. Возможно, вы знаете, что ваш компьютер в Бостоне хочет подключиться к серверу в Калифорнии, но есть миллионы разных путей. Маршрутизаторы на этом уровне помогают сделать это эффективно.
Уровень 2 – Канал передачи данных
Уровень канала передачи данных обеспечивает передачу данных между узлами (между двумя напрямую подключенными узлами), а также обрабатывает исправление ошибок на физическом уровне. Здесь также существуют два подуровня — уровень управления доступом к среде (MAC) и уровень управления логическим каналом (LLC). В сетевом мире большинство коммутаторов работают на уровне 2. Но не все так просто. Некоторые коммутаторы также работают на уровне 3, чтобы поддерживать виртуальные локальные сети, которые могут охватывать более одной подсети коммутатора, что требует возможностей маршрутизации.
Уровень 1 — физический
В нижней части нашей модели OSI находится физический уровень, представляющий электрическое и физическое представление системы. Это может включать в себя все, от типа кабеля, радиочастотного канала (как в сети Wi-Fi), а также расположения контактов, напряжения и других физических требований. Когда возникает проблема с сетью, многие специалисты по сетевым технологиям сразу же обращаются к физическому уровню, чтобы проверить, правильно ли подключены все кабели и что, например, вилка питания не вынута из маршрутизатора, коммутатора или компьютера.
Почему вам нужно знать 7 уровней OSI
Большинству ИТ-специалистов, скорее всего, потребуется знать о различных уровнях, когда они собираются сдавать сертификаты, примерно так же, как студенту, изучающему гражданское право, нужно узнать о трех ветвях власти США. После этого вы услышите о модели OSI, когда поставщики расскажут, с какими уровнями работают их продукты.
В сообщении Quora Викрам Кумар с вопросом о цели модели OSI ответил так:
"Цель эталонной модели OSI – помочь поставщикам и разработчикам обеспечить совместимость создаваемых ими цифровых коммуникационных продуктов и программного обеспечения, а также упростить сравнение средств коммуникации".
Хотя некоторые люди могут утверждать, что модель OSI устарела (из-за своей концептуальной природы) и менее важна, чем четыре уровня модели TCP/IP, Кумар говорит, что «трудно читать о сетевых технологиях сегодня, не видя ссылки на модель OSI и ее уровни, потому что структура модели помогает вести обсуждение протоколов и сопоставлять различные технологии».
Если вы понимаете модель OSI и ее уровни, вы также сможете понять, какие протоколы и устройства могут взаимодействовать друг с другом при разработке и объяснении новых технологий.
Модель OSI остается актуальной
В сообщении на GeeksforGeeks участник Вабхав Билотиа приводит несколько причин, по которым модель OSI остается актуальной, особенно когда речь идет о безопасности и определении возможных технических рисков и уязвимостей.
Например, зная различные уровни, группы безопасности предприятия могут определять и классифицировать физический доступ, где находятся данные, а также предоставлять список приложений, которые сотрудники используют для доступа к данным и ресурсам.
«Знание того, где хранится большая часть данных вашей компании, локально или в облачных сервисах, поможет определить вашу политику информационной безопасности», — пишет Билотиа. «Вы можете инвестировать в правильные решения, обеспечивающие видимость данных на соответствующих уровнях OSI, когда у вас есть эти знания».
Кроме того, модель OSI можно использовать для понимания миграции облачной инфраструктуры, особенно когда речь идет о защите данных в облаке.
А поскольку эта модель существует уже очень давно и понятна очень многим, единый словарь и термины помогают специалистам по сетевым технологиям быстро понять компоненты сетевой системы. «Хотя эта парадигма напрямую не реализована в современных сетях TCP/IP, , это полезная концептуальная модель для связывания нескольких технологий друг с другом и реализации соответствующей технологии надлежащим образом», — пишет Билотиа. Мы не могли не согласиться.
Как запомнить слои OSI Model 7 — 8 мнемонических приемов
Если вам нужно запомнить слои для колледжа или сертификационного экзамена, вот несколько предложений, которые помогут запомнить их по порядку. Первая буква каждого слова совпадает с первой буквой уровня OSI.
От приложения к физическому (от уровня 7 до уровня 1):
Кажется, всем людям нужна обработка данных
Все профессионалы ищут первоклассные пончики
Пингвин сказал, что никто не пьет пепси
Священник увидел, как две монахини отжимаются
От физического к приложению (от уровня 1 до уровня 7):
Пожалуйста, не выбрасывайте пиццу с сосисками
Пью! Мертвые черепашки-ниндзя пахнут особенно ужасно
Людям не нужно видеть Полу Абдул
Питу больше не нужно продавать соленья
Кит Шоу был редактором Network World и автором колонки Cool Tools. Сейчас он внештатный писатель и редактор из Вустера, штат Массачусетс.
Присоединяйтесь к сообществам Network World на Facebook и LinkedIn, чтобы комментировать самые важные темы.
Кит Шоу – независимый цифровой журналист, который пишет о мире ИТ более 20 лет.
Читайте также: