Простое пособие по сетевой модели osi для начинающих

Введение

LDAP, или Lightweight Directory Access Protocol, является открытым протоколом, используемым для хранения и получения данных из каталога с иерархической структурой. Обычно используемый для хранения информации об организации, ее активах и пользователях, LDAP является гибким решением для определения любого типа сущностей и их свойств.

Для многих пользователей LDAP может показаться сложным для понимания, поскольку он опирается на своеобразную терминологию, имеет иногда необычные сокращения, и часто используется как компонент более крупной системы, состоящей из взаимодействующих частей. В этом тексте мы познакомим вас с некоторыми основами LDAP, чтобы у вас была хорошая основа для работы с технологией.

Пакет

IP-пакет — форматированный блок информации, передаваемый по компьютерной сети, структура которого определена протоколом IP. Соединения компьютерных сетей, не поддерживающие IP-пакеты, такие как традиционные соединения типа «точка-точка» в телекоммуникациях, просто передают данные в виде последовательности байтов, символов или битов. При использовании пакетного форматирования сеть может передавать длинные сообщения более надежно и эффективно.

Версия 4 (IPv4)

Основная статья: IPv4

Октет	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
Версия	IHL	Differentiated Services Code Point	ECN	Длина пакета
4	Идентификатор	Флаги	Смещение фрагмента
8	Время жизни (TTL)	Протокол	Контрольная сумма заголовка
12	IP-адрес отправителя
16	IP-адрес получателя
20	Параметры (от 0 до 10 32-битных слов)
	Данные

• Версия — для IPv4 значение поля должно быть равно 4.
• IHL — (Internet Header Length) длина заголовка IP-пакета в 32-битных словах (dword). Именно это поле указывает на начало блока данных (англ. payload — полезный груз) в пакете. Минимальное корректное значение для этого поля равно 5.
• Длина пакета — (Total Length) длина пакета в октетах, включая заголовок и данные. Минимальное корректное значение для этого поля равно 20, максимальное — 65 535.
• Идентификатор — (Identification) значение, назначаемое отправителем пакета и предназначенное для определения корректной последовательности фрагментов при сборке пакета. Для фрагментированного пакета все фрагменты имеют одинаковый идентификатор.
• 3 бита флагов. Первый бит должен быть всегда равен нулю, второй бит DF (don’t fragment) определяет возможность фрагментации пакета и третий бит MF (more fragments) показывает, не является ли этот пакет последним в цепочке пакетов.
• Смещение фрагмента — (Fragment Offset) значение, определяющее позицию фрагмента в потоке данных. Смещение задается количеством восьмибайтовых блоков, поэтому это значение требует умножения на 8 для перевода в байты.
• Время жизни (TTL) — число маршрутизаторов, которые может пройти этот пакет. При прохождении маршрутизатора это число уменьшается на единицу. Если значение этого поля равно нулю, то пакет должен быть отброшен, и отправителю пакета может быть послано сообщение Time Exceeded (ICMP тип 11 код 0).

Версия 6 (IPv6)

Основная статья: IPv6

Позиция в октетах		1	2	3
	Позиция в битах	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
Версия	Класс трафика
4	32	Длина полезной нагрузки	След. заголовок	Число переходов
8	64	IP-адрес отправителя
12	96
16	128
20	160
24	192	IP-адрес получателя
28	224
32	256
36	288

• Версия — для IPv6 значение поля должно быть равно 6.
• Класс трафика — определяет приоритет трафика (QoS, класс обслуживания).
• Метка потока — уникальное число, одинаковое для однородного потока пакетов.
• Длина полезной нагрузки — длина данных в октетах (заголовок IP-пакета не учитывается).
• Следующий заголовок — задаёт тип расширенного заголовка (англ. IPv6 extension), который идёт следующим. В последнем расширенном заголовке поле Next header задаёт тип транспортного протокола (TCP, UDP и т. д.) и определяет следующий инкапсулированный уровень.
• Число переходов — максимальное число маршрутизаторов, которые может пройти пакет. При прохождении маршрутизатора это значение уменьшается на единицу и по достижении нуля пакет отбрасывается.

Зачем менять IPv4?

Главная причина — адресов IPv4 уже давно не хватает.

Дело в том, что IP-уровень стека протоколов TCP/IP считается наиболее важной частью всей архитектуры глобальной сети. IPv4 — четвёртая версия протокола IP, после запуска которой сразу стало ясно, что существуют ограничения в плане возможностей и масштабируемости

То есть распределение адресного пространства происходило намного быстрее, чем могла себе позволить архитектура IPv4.

Результат — появление классовой, а потом и бесклассовой адресации. В итоге уже в феврале 2011 года IANA выделила пять последних блоков адресов RIRам. В результате уже в том же году свободные IP-адреса стали заканчиваться и у региональных регистраторов.

Как раз для решения этой проблемы и была разработана альтернатива — версия IP-протокола, известная под названием IPv6.

Автор этой статьи знает о проблеме недостатка адресов IPv4 не понаслышке. Ещё в 2014 году, работая над дипломом в университете, я столкнулся с тем, что не смог получить в своё распоряжение статический IP. И даже будучи на тот момент индивидуальным предпринимателем, оформив соответствующую заявку и лично поговорив с руководством компании-провайдера, проблему в сжатые сроки мне решить не удалось. А ведь в рамках дипломного проекта я создавал сервер на собственном домашнем компьютере и статический IP был просто жизненно необходим. На мои постоянные вопросы о том, как же мне получить этот адрес, звучал простой ответ: «Когда кто-нибудь откажется — тогда дадим вам». Понятное дело, никто отказываться не спешил. Проект удалось в итоге реализовать, используя динамический IP, но это было совсем не то, что планировалось изначально.

Техническая информация

RIP — так называемый протокол дистанционно-векторной маршрутизации, который оперирует транзитными участками в качестве метрики маршрутизации. Максимальное количество хопов, разрешенное в RIP — 15 (метрика 16 означает «бесконечно большую метрику»). Каждый RIP-маршрутизатор по умолчанию вещает в сеть свою полную таблицу маршрутизации раз в 30 секунд, довольно сильно нагружая низкоскоростные линии связи. RIP работает на 3 уровне (сетевой) стека TCP/IP, используя UDP порт 520.

В современных сетевых средах RIP — не самое лучшее решение для выбора в качестве протокола маршрутизации, так как его возможности уступают более современным протоколам, таким как EIGRP, OSPF. Ограничение на 15 хопов не дает применять его в больших сетях. Преимущество этого протокола — простота конфигурирования.

Формат RIP пакета

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
Command (1)	Version (1)	Routing Domain (должен быть 0) (2)
RIP Entry (20)

• Command — команда, определяет назначение датаграммы (1 — request; 2 — response)
• Version — номер версии, в зависимости от версии, определяется формат пакета
• Routing Domain — идентификатор RIP-системы, к которой принадлежит данное сообщение; часто — номер автономной системы. Используется, когда к одному физическому каналу подключены маршрутизаторы из нескольких автономных систем, в каждой автономной системе поддерживается своя таблица маршрутов. Поскольку сообщения RIP рассылаются всем маршрутизаторам, подключенным к сети, требуется различать сообщения, относящиеся к «своей» и «чужой» автономным системам. Поле использовалось короткое время в версии протокола RIP-2. В протоколе RIP-1 и в текущей версии RIP-2 не используется.
• RIP Entry (RTE) — запись маршрутной информации RIP. RIP пакет может содержать от 1 до 25 записей RIP Entry.

Формат RIP Entry для протокола RIP-1

Поле Version = 1.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
Address family identifier (2)	must be zero (2)
IPv4 address (4)
Must be zero (4)
Must be zero (4)
Metric (4)

• Address family identifier (AFI) — тип адреса, обычно поддерживается только запись AF_INET, которое равно 2 (т. е. используется для протокола IP).
• Must be zero — должно быть нулём.
• IPv4 address — IP адрес места назначения (хост или сеть)
• Metric — метрика маршрута

Формат RIP Entry для протокола RIP-2

Поле Version = 2.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
Address family identifier (2)	Route Tag (2)
IPv4 address (4)
Subnet mask (4)
Next hop (4)
Metric (4)

• Address Family Identifier (AFI) — тип адреса, обычно поддерживается только запись AF_INET, которое равно 2 (т.е. используется для протокола IP).
• Route Tag (RT) — тег маршрута. Предназначен для разделения «внутренних» маршрутов от «внешних», взятых, например, из другого IGP или EGP.
• IP Address — IP адрес места назначения.
• Subnet Mask — маска подсети
• Next Hop — следующий хоп. Содержит IP адрес маршрутизатора к месту назначения. Значение 0.0.0.0 — хопом к месту назначения является отправитель пакета. Необходимо, если протокол RIP не может быть запущен на всех маршрутизаторах.
• Metric — метрика маршрута.

Аутентификация

При включенной аутентификации производится обработка только тех сообщений, которые содержат правильный аутентификационный код. Это используется для повышения безопасности передачи RIP пакетов. Есть возможность шифровать аутентификационный код с помощью MD5.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
command (1)	version (1)	must be zero (2)
0xFFFF	Authentication Type (2)
Authentication (16)

Что такое модель OSI?

Модель OSI (Open Systems Interconnection model) — это сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO. С помощью данной модели различные сетевые устройства могут взаимодействовать друг с другом. Модель определяет различные уровни взаимодействия систем. Каждый уровень выполняет определённые функции при таком взаимодействии.

В данной статье мы рассмотрим назначение уровней эталонной модели osi, с подробным описанием каждого из семи уровней модели.

Процесс организации принципа сетевого взаимодействия, в компьютерных сетях, довольно-таки сложная и непростая задача, поэтому для осуществления этой задачи решили использовать хорошо известный и универсальный подход — декомпозиция.

Декомпозиция — это научный метод, использующий разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач — серий (модулей), связанных между собой.

Многоуровневый подход:

• все модулей дробятся на отдельные группы и сортируются по уровням, тем самым создавая иерархию;
• модули одного уровня для осуществления выполнения своих задач посылает запросы только к модулям непосредственно примыкающего нижележащего уровня;
• включается работу принцип инкапсуляции – уровень предоставляет сервис, пряча от других уровней детали его реализации.

На Международную Организацию по Стандартам (International Standards Organization, ISO, созданная в 1946 году) возложили задачу создания универсальной модели, которая четко разграничит и определит различные уровни взаимодействия систем, с поименованными уровнями и с наделением каждого уровня своей конкретной задачи. Эту модель назвали моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI .

Эталонная Модель Взаимосвязи Открытых Систем (семиуровневая модель osi) введена в 1977 г.

После утверждения данной модели, проблема взаимодействия была разделена (декомпозирована) на семь частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других.

Уровни

Представим себе, что у нас есть два компьютера. Один принадлежит Василию, а второй Диме. Они подключены к одной сети. Василий отправил письмо напрямую к Диме. Теперь встает вопрос – а как теперь это письмо передать по сетевому кабелю? Как мы можем вспомнить компьютер может понимать только одну информацию – нулей (0) и единиц (1).

Также и по кабелю мы не можем передать информацию в обычном буквенном виде. И то если письмо содержит только буквы. Тогда встает вопрос о том, чтобы как-то перевести данное письмо на второе устройство. Именно для этих целей и нужна эталонная модель OSI с 7 уровнями.

При отправке письма информация проходит 7 стадий от верхнего к нижнему уровню, чтобы перевести его в обычные биты. Далее эти биты передаются по кабелю к компьютеру Димы. И уже его устройство делает обратный процесс – перевод битов в понятное для человека письмо.

При этом чаще всего используются протоколы TCP/IP. Когда вы будете читать любую информацию по данной теме, смотреть таблицы, то помните, что сейчас используются именно протоколы модели TCP/IP. Те же протоколы, которые описаны в таблицах, есть, но они уже давно устарели и являются просто ознакомительной информацией.

Давайте взглянем на все уровни OSI 7, и вам станет немного понятнее, о чем я говорю:

• Уровень 7 – Прикладной – application.
• Уровень 6 – Представительский – presentation.
• Уровень 5 – Сеансовый – session.
• Уровень 4 – Транспортный – transport.
• Уровень 3 – Сетевой –
• Уровень 2 – Канальный – data link.
• Уровень 1 – Физический – physical layer.

Нумерация идет сверху вниз от высокого до низшего уровня: от седьмого прикладного уровня до первого – физического.

Каждый уровень выполняет определенные цели для перевода информации из одного вида в другой. Также вы можете видеть, что информация передается в разном виде. Почти у каждого уровня есть свой PDU (protocol data unit) или единица измерения информационных данных. Например, на физическом (самом низком уровне) – это обычные биты или последовательность нулей и единиц, которые уже можно передавать по кабелю.

Почти каждый сетевой уровень оперирует своими протоколами данных. Можно посмотреть примерную последовательность перехода информации от одного вида PDU в другой:

1. С седьмого по пятый уровень – идет операция с данными.
2. Далее на транспортном уровне данные переводятся в сегменты или дейтаграммы.
3. На сетевом уровне они переводятся в пакеты.
4. Далее идет перевод в кадры или фреймы.
5. Ну и в самом конце вся информация переводится в обычные биты.

Также, исходя из таблицы, вы можете заметить два названия:

• Media Layers (нижние уровни) – чаще всего уже используются в коммутаторах, маршрутизаторах, хабах – где идет задача передачи информации по кабелю.
• Host Layers (верхние уровни) – используются уже на самих устройствах: телефонах, планшетах, компьютерах, ноутбуках и т.д.

Это примерное разделение всех уровней на две градации.  Самые интересные из уровней – это как раз класс «Media Layers», так как ими чаще всего и оперируют сетевые инженеры. И они же за них отвечают головой.

Критика модели OSI

Семиуровневая модель была принята в качестве стандарта ISO/IEC 7498, действующего по сей день, однако, модель имеет свои недостатки. Среди основных недостатков говорят о неподходящем времени, плохой технологии, поздней имплементации, неудачной политике.

Первый недостаток — это неподходящее время

На разработку модели было потрачено неоправданно большое количество времени, но разработчики не уделили достаточное внимание существующим в то время стандартам. В связи с этим модель обвиняют в том, что она не отражает действительность

В таких утверждениях есть доля истины, ведь уже на момент появления OSI другие компании были больше готовы работать с получившей широкое распространение моделью TCP/IP.

Вторым недостатком называют плохую технологию. Как основной довод в пользу того, что OSI — это плохая технология, приводят распространенность стека TCP/IP. Протоколы OSI часто дублируют другу друга, функции распределены по уровням неравнозначно, а одни и те же задачи могут быть решены на разных уровнях.

Разделение на семь уровней было скорее политическим, чем техническим. При построении сетей в реальности редко используют уровни 5 и 6, а часто можно обойтись только первыми четырьмя. Даже изначальное описание архитектуры в распечатанном виде имеет толщину в один метр.

Кроме того, в отличие от TCP/IP, OSI никогда не ассоциировалась с UNIX. Добиться широкого распространения OSI не получилось потому, что она проектировалась как закрытая модель, продвигаемая Европейскими телекоммуникационными компаниями и правительством США. Стек протоколов TCP/IP изначально был открыт для всех, что позволило ему набрать популярность среди сторонников открытого программного кода.

Даже несмотря на то, что основные проблемы архитектуры OSI были политическими, репутация была запятнана и модель не получила распространения. Тем не менее, в сетевых технологиях, при работе с коммутацией даже сегодня обычно используют модель OSI.

Вариации протокола LDAP

В начале мы упоминали, что LDAP на самом деле является лишь протоколом, определяющим интерфейс связи для работы со службами каталогов. Обычно он известен как LDAP, или протокол ldap.

Стоит упомянуть, что вы можете увидеть некоторые варианты в обычном формате:

• ldap://: Это основной протокол LDAP, позволяющий получить структурированный доступ к службе каталогов.
• ldaps://: Этот вариант используется для доступа к LDAP поверх SSL/TLS. Обычно трафик LDAP не шифруется, но большинство реализаций LDAP поддерживают подобный вариант доступа. Такой способ шифрования LDAP-соединений на самом деле устарел, и вместо него рекомендуется использовать шифрование STARTTLS. Если вы работаете с LDAP через незащищенную сеть, настоятельно рекомендуется шифрование.
• ldapi://: Это используется для указания LDAP через IPC. Это часто используется для безопасного соединения с локальной LDAP-системой в административных целях. Он связывается через внутренние сокеты вместо того, чтобы использовать открытый сетевой порт.

Все три формата используют протокол LDAP, но последние два указывают на дополнительную информацию о том, как он используется.

Что такое протокол Интернета: понятие и история создания

APRANET — сеть, когда-то созданная в США. Считается, что именно она стала прародительницей всего Интернета вообще. Эта сеть одно время даже подчинялась военным ведомствам. Суть технологии в том, что применялась пакетная технология передачи данных. То есть информация передавалась несколькими порциями. Потом их можно было воспроизвести, интерпретировать с помощью другого терминала.

Значит и тогда, и сейчас протокол Интернета — это некие правила, связанные с передачей данных между разными устройствами. Это своеобразные унифицированные настройки, благодаря которым друг с другом смогли соединяться пользователи, находящиеся в разных уголках мира. Одновременный доступ к одному и тому же ресурсу тоже стал возможным. Протоколы сети Интернет начали развиваться.

Какой протокол является базовым для сети Интернет

TCP/IP — самый распространённый протокол, по которому в настоящее время передаётся информация. Хранение базовой передаваемой информации обеспечивается за счёт добавления к этой схеме трёх параметров:

• повторная отправка запросов, если возникла ошибка;
• идентификатор, по которому действия подтверждают механически;
• порядковый номер для определения приоритета, очереди пересылки сведений. Называться он может по-разному.

Совокупность подобных характеристик будет работать, если в основе только IP-протокол. Он проходит несколько фаз по мере своей работы:

• фаза установки соединения;
• режим передачи;
• установление разрыва, когда процесс завершён.

Версия 4

Основная статья: IPv4

В современной сети Интернет используется IP четвёртой версии, также известный как IPv4. В протоколе IP этой версии каждому узлу сети ставится в соответствие IP-адрес длиной 4 октета (4 байта). При этом компьютеры в подсетях объединяются общими начальными битами адреса. Количество этих бит, общее для данной подсети, называется маской подсети (ранее использовалось деление пространства адресов по классам — A, B, C; класс сети определялся диапазоном значений старшего октета и определял число адресуемых узлов в данной сети, сейчас используется бесклассовая адресация).

Сетевая иерархия

Канальный уровень совпадает с Ethernet. В пакете содержится набор определенных параметров, задающих его тип. Данные находятся в прямой зависимости от этого типа, а их содержание относится к сетевому уровню. Существует два самых распространенных протокола: ARP, который отвечает за преобразование IP-адресов в MAC, и сам IP-протокол. Можно привести структуру IP-пакета. Все данные, которые переносятся с его помощью, уже отправляются на конкретный сетевой адрес. В пакете имеется число в установленном формате, обозначающее тип протокола.

Самыми распространенными являются два типа: TCP и UDP. Между ними имеется определенное отличие, состоящее в том, что первый характеризуется максимальной степенью надежности, ведь при отправке пакета он постоянно отправляет запрос о его получении. Второй сетевой протокол – это удобный инструмент, к примеру, при прослушивании интернет-радио. При этом предполагается отправка пакетов без какой-либо проверки факта их получения. Если он дошел, то вы сможете прослушивать радио, а если нет – то нет смысла в проверке и контроле.

Какие ещё протоколы используются в Интернете

Помимо выше указанных, для сети существуют и другие решения. У каждого свои особенности:

• MAC, или Media Access Control отвечает за идентификацию устройств в Сети на одном из самых низких уровней. Уникальным MAC-адресом снабжается каждое приспособление, которое подключается к Сети. Эту информацию задаёт ещё производитель. Физические адреса используются в случае с локальными сетями, по которым передают сведения. Это один из немногих протоколов, до сих пор остающийся достаточно популярным.
• DNS — протокол для передачи файлов. Отвечает за преобразование в сложные IP-адреса данных, которые раньше были легко понятны и читаемы. Обратный порядок преобразования тоже работает. Благодаря этому становится просто получать доступ к сайтам с помощью доменного имени.
• SSH реализуется для удалённого управления системой с участием защищённого канала. Этот вариант для работы используют многие технологии.

Важно! При выборе того или иного метода отталкиваться нужно от того, для чего предназначен тот или иной элемент. Одинаковым остаётся способ настройки в разных операционных системах

Только в некоторых специализированных компонентах заметно отличие.

Системы Windows изначально были настроены так, чтобы в качестве универсального протокола использовать TCP/IP. Все остальные функции не настраиваются вообще либо настраиваются, но автоматически.

Чёткая определённость и структурированность — главные условия для организации правильного обмена информацией по Сети между компьютерами. По этой причине применяются различные стандарты. Первоначально для установки протоколов использовались международные соглашения. Различные задачи, типы информации, протоколы могут быть разными в зависимости от того, что нужно пользователям или самим сетям.

Обратите внимание! Настройки в большинстве случаев автоматические, никаких проблем с работой возникнуть не должно. Хотя и ручная корректировка не доставляет хлопот, если следовать простым инструкциям

Локальные и коммутируемые сети

Старые сетевые протоколы требовали каких-то специфических знаний, а TCP/IP применяется такими пользователями, которые никогда даже не видели сетевые платы. Доступ к интернету при помощи модема или локальной сети обеспечивается при условии использования одного и того же протокола. А процесс его настройки полностью зависит от типа соединения, используемого при этом. Стоит отметить, что протоколы сетевого уровня отличаются от всех остальных, а параметры доступа к локальной сети либо с помощью модема тоже имеют определенные нюансы. Коммутируемое соединение лучше устанавливать с помощью программы автоматической конфигурации, которая поставляется самим провайдером. Иначе требуется вручную вводить все необходимые параметры. Можно рассмотреть основные сетевые протоколы.

Какими бывают протоколы Интернета

На сегодняшний день известно несколько разновидностей протоколов Интернета. Они имеют следующие обозначения:

• HTTP;
• DNS;
• ICMP;
• FTP;
• UDP;
• TCP/IP — название протокола, являющегося основным для интернет-сетей.

Обратите внимание! Различия между этими решениями кроются в уровнях назначения

И здесь можно разделить решения по нескольким веткам:

• физические уровни. Предполагают, что соединение создаётся при помощи витой пары, оптических волокон;
• ARP-уровень с драйверами устройств;
• сетевой уровень со стандартными ICMP, IP;
• транспортный уровень — UDP и TCP;
• прикладной. Сюда входят стандартные протоколы сети Интернет типа NFS, DNS, FTP, HTTP.

ISO/OSI — система стандартизации, которая используется абсолютно для всех решений. Благодаря этому не возникает сбоев у разнообразных платформ, даже если используются разные операционные системы, оборудование поставляют разные производители. Сейчас такие детали практически не имеют значения.

Обратите внимание! Для функционирования Интернета используется протокол каждого уровня

Какой протокол является базовым для сети Интернет

TCP/IP — самый распространённый протокол, по которому в настоящее время передаётся информация. Хранение базовой передаваемой информации обеспечивается за счёт добавления к этой схеме трёх параметров:

• повторная отправка запросов, если возникла ошибка;
• идентификатор, по которому действия подтверждают механически;
• порядковый номер для определения приоритета, очереди пересылки сведений. Называться он может по-разному.

Совокупность подобных характеристик будет работать, если в основе только IP-протокол. Он проходит несколько фаз по мере своей работы:

• фаза установки соединения;
• режим передачи;
• установление разрыва, когда процесс завершён.

Уровни в модели OSI:

Теперь пришло время рассказать какие уровни есть в модели OSI, для чего нужны и какие протоколы используют. Всего их семь как говорилось выше.

1. Физический уровень — Определяет как переносить данные с одного компьютера на другой, работает на битовом уровне;
2. Канальный уровень — Этот уровень нужен для обеспечения сети на физическом уровне;
3. Сетевой уровень — Нужен для определения пути по которому будут отправятся данные;
4. Транспортный уровень — Модель нужна для надёжной отправки данных от одного устройства, к другому;
5. Сеансовый уровень — Этот уровень нужен для обеспечения сеанса связи между двумя компьютерами;
6. Уровень представления — Обеспечивает преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных;
7. Прикладной уровень — Уровень обеспечивает взаимодействие пользователя со сетью;

Как видите тут описано кратко, для чего нужен каждый протокол, это сделано потому что, про каждый уровень по хорошому нужна отдельная статья, возможно такие статьи в будущем появится.

Уровни OSI

Для наглядности процесс работы сети принято разделять на 7 уровней, на каждом из которых работает своя группа протоколов.

Для выполнения разных задач имеется несколько протоколов, которые занимаются обслуживанием систем, например, стек TCP/IP. Давайте здесь внимательно посмотрим на то, каким образом информация с одного компьютера отправляется по локальной сети на другой комп.

Задачи компьютера ОТПРАВИТЕЛЯ:

• Взять данные из приложения
• Разбить их на мелкие пакеты, если большой объем
• Подготовить к передаче, то есть указать маршрут следования, зашифровать и перекодировать в сетевой формат.

Задачи компьютера ПОЛУЧАТЕЛЯ:

• Принять пакеты данных
• Удалить из него служебную информацию
• Скопировать данные в буфер
• После полного приема всех пакетов сформаровать из них исходный блок данных
• Отдать его приложению

Для того, чтобы верно произвести все эти операции и нужен единый свод правил, то есть эталонная модель OSI.

Вернемся у к уровням OSI. Их принято отсчитывать в обратном порядке и в верхней части таблицы располагаются сетевые приложения, а в нижней — физическая среда передачи информации. По мере того, как данные от компьютера спускаются вниз непосредственно к сетевому кабелю, протоколы, работающие на разных уровнях, постепенно их преобразовывают, подготавливая к физической передаче.

Разберем их подробнее.

6. Уровень представления (Presentation Layer)

Переводит эти данные на единый универсальный язык. Дело в том, что каждый компьютерный процессор имеет собственный формат обработки данных, но в сеть они должны попасть в 1 универсальном формате — именно этим и занимается уровень представления.

Ваше мнение — WiFi вреден?

Да
24.09%

Нет
75.91%

Проголосовало: 3051

5. Сеансовый уровень (Session Layer)

У него много задач.

1. Установить сеанс связи с получателем. ПО предупреждает компьютер-получатель о том, что сейчас ему будут отправлены данные.
2. Здесь же происходит распознавание имен и защита:
   • идентификация — распознавание имен
   • аутентификация — проверка по паролю
   • регистрация — присвоение полномочий
3. Реализация того, какая из сторон осуществляет передачу информации и как долго это будет происходить.
4. Расстановка контрольных точек в общем потоке данных для того, чтобы в случае потери какой-то части легко было установить, какая именно часть потеряна и следует отправить повторно.
5. Сегментация — разбивка большого блока на маленькие пакеты.

4. Транспортный уровень (Transport Layer)

Обеспечивает приложениям необходимую степень защиты при доставке сообщений. Имеется две группы протоколов:

• Протоколы, которые ориентированы на соединение — они отслеживают доставку данных и при необходимости запрашивают повторную отправку при неудаче. Это TCP — протокол контроля передачи информации.
• Не ориентированные на соединение (UDP) — они просто отправляют блоки и дальше не следят за их доставкой.

3. Сетевой уровень (Network Layer)

Обеспечивает сквозную передачу пакета, рассчитывая его маршрут. На этом уровне в пакетах ко всей предыдущей динформации, сформированной другими уровнями, добавляются IP адреса отправителя и получателя. Именно с этого момент пакет данных называется собственно ПАКЕТОМ, у которого есть IP адреса (IP протокол — это протокол межсетевого взаимодействия).

2. Канальный уровень (Data Link Layer)

Здесь происходит передача пакета в пределах одного кабеля, то есть одной локальной сети. Он работает только до пограничного маршрутизатора одной локальной сети. К полученному пакету канальный уровень добавляет свой заголовок — MAC адреса отправителя и получателя и в таком виде блок данных уже называется КАДРОМ.

При передачи за пределы одной локальной сети пакету присваивается MAC не хоста (компьютера), а маршрутизатора другой сети. Отсюда как раз появляется вопрос серых и белых IP, о которых шла речб в статье, на которую была выше дана ссылка. Серый — это адрес внутри одной локальной сети, который не используетс яза ее пределами. Белый — уникальный адрес во всем глобальном интернете.

При поступлении пакета на пограничный роутер IP пакета подменяется на IP этого роутера и вся локальная сеть выходит в глобальную, то есть интернет, под одним единственным IP адресом. Если адрес белый, то часть данных с IP адресом не изменяется.

1. Физический уровень (Transport layer)

Отвечает за преобразование двоичной информации в физический сигнал, который отправляется в физический канал передачи данных. Если это кабель, то сигнал электрический, если оптоволоконная сеть, то в оптический сигнал. Осуществляется это преобразование при помощи сетевого адаптера.

Тип кадра данных в PPP

Поле «Данные» PPP кадра, в свою очередь, разбиты ещё на два поля: флаг протокола (который определяет тип данных до конца кадра) и сами данные.

Протокол 0xXXXX	Данные
1 или 2	0 и более

• Флаги протокола от 0x0XXX до 0x3XXX идентифицируют протоколы сетевого уровня. Например, популярному IP протоколу соответствует флаг 0x0021, а Novell IPX — 0x002B.
• Флаги протокола от 0x4XXX до 0x7XXX идентифицируют протоколы с низким уровнем трафика.
• Флаги протокола от 0x8XXX до 0xBXXX идентифицируют протокол управления сетью (NCP).
• Флаги протокола от 0xCXXX до 0xEXXX идентифицируют управляющие протоколы. Например, 0xC021 обозначает, что кадр содержит данные протокола управления соединением LCP.

Какими бывают протоколы Интернета

На сегодняшний день известно несколько разновидностей протоколов Интернета. Они имеют следующие обозначения:

• HTTP;
• DNS;
• ICMP;
• FTP;
• UDP;
• TCP/IP — название протокола, являющегося основным для интернет-сетей.

Обратите внимание! Различия между этими решениями кроются в уровнях назначения

И здесь можно разделить решения по нескольким веткам:

• физические уровни. Предполагают, что соединение создаётся при помощи витой пары, оптических волокон;
• ARP-уровень с драйверами устройств;
• сетевой уровень со стандартными ICMP, IP;
• транспортный уровень — UDP и TCP;
• прикладной. Сюда входят стандартные протоколы сети Интернет типа NFS, DNS, FTP, HTTP.

ISO/OSI — система стандартизации, которая используется абсолютно для всех решений. Благодаря этому не возникает сбоев у разнообразных платформ, даже если используются разные операционные системы, оборудование поставляют разные производители. Сейчас такие детали практически не имеют значения.

Обратите внимание! Для функционирования Интернета используется протокол каждого уровня

Комбинированное подключение

Способ уже почти нигде в мире не используется, за исключением Российской Федерации. Этот тип относится к сложным и подразумевает двойной доступ «Dual access» с комбинированием соединений через локальную и частную сети.

При этом обеспечивается одновременный доступ к внешней глобальной и внутренним каналам поставщика интернета (интерактивное телевидение, пиринги и т.п.).

Также применяются и разные варианты с использованием локального и VPN подключений, например :

1. Доступ в глобальную сеть осуществляется с применением протокола PPPoE и адрес для работы в сети LAN присваивается в автоматическом режиме, а выход во внешку производится с динамической раздачей маршрутов.
2. Маршруты и адрес для подключения посредством PPPoE организуются с использованием статически заданных параметров.
3. Выход в интернет осуществляется с применением PPTP, при этом внутренний IP присваивается в автоматическом режиме, а посредством DHCP option раздаются маршруты, которые могут указываться самостоятельно либо выдаваться автоматически.
4. Этот вариант аналогичен предыдущему 3-му типу, но адреса статические, то есть задаются в ручном режиме.

Вышеуказанные комбинации могут использоваться в вариантах предоставления интернета через L2TP.

О средствах настройки, проверки

В операционной системе Windows настройка протокола становится одной из самых простых операций. Достаточно зайти в меню с параметрами Сети, где выбирается соответствующий пункт. Раньше решение вопроса было более простым. Сейчас пользователи выбирают между двумя вариантами подключения:

Обратите внимание! iPv4 — вариант стандартной настройки для большинства ситуаций. IPv6 — новая версия протокола, которая до сих пор остаётся невостребованной

Доступ к состоянию сети с помощью системного трея помогут провести проверку в случае необходимости. Значок на панели сообщит пользователю о том, доступна сеть или нет. Определение текущего статуса не доставляет проблем.