Upravo ste počeli raditi kao mrežni administrator? Ne želite da se zbunite? Naš članak će vam biti od koristi. Jeste li čuli vremena testiranog administratora kako govori o problemima s mrežom i spominje neke nivoe? Da li su vas ikada na poslu pitali koji su slojevi sigurni i funkcionišu ako koristite stari zaštitni zid? Da razumem osnove sigurnost informacija, morate razumjeti princip hijerarhije OSI modela. Pokušajmo vidjeti mogućnosti ovog modela.
Sistemski administrator koji poštuje sebe treba da bude dobro upućen u mrežne uslove
Prevedeno sa engleskog - osnovni referentni model interakcije otvoreni sistemi. Tačnije, mrežni model steka mrežnih protokola OSI/ISO. Uveden 1984. godine kao konceptualni okvir koji je odvojio proces slanja podataka svjetske mreže u sedam lakih koraka. Nije najpopularnija jer je razvoj OSI specifikacije odgođen. Stog TCP/IP protokola je povoljniji i smatra se glavnim korištenim modelom. Međutim, imate ogromnu šansu da se susrećete sa OSI modelom kao sistem administrator ili u IT polju.
Za to su kreirane mnoge specifikacije i tehnologije mrežni uređaji. Lako se zbuniti u takvoj raznolikosti. To je model interakcije otvorenog sistema koji pomaže mrežnim uređajima koji se međusobno koriste da razumiju jedni druge. razne metode komunikacija. Imajte na umu da je OSI najkorisniji za softver i hardver uključeni u dizajn kompatibilnih proizvoda.
Pitajte, kakvu korist vam ovo ima? Poznavanje višeslojnog modela pružit će vam priliku da slobodno komunicirate sa zaposlenima u IT kompanijama, raspravljanje o mrežnim problemima više neće predstavljati opresivnu dosadu. A kada naučite da shvatite u kojoj fazi je došlo do kvara, lako ćete pronaći razloge i značajno smanjiti opseg svog rada.
OSI nivoi
Model sadrži sedam pojednostavljenih koraka:
- Fizički.
- Kanal.
- Mreža.
- Transport.
- Sessionalno.
- Izvršni.
- Primijenjeno.
Zašto razbijanje na korake olakšava život? Svaki nivo odgovara određenoj fazi slanja mrežne poruke. Svi koraci su sekvencijalni, što znači da se funkcije obavljaju nezavisno, nema potrebe za informacijama o radu na prethodnom nivou. Jedine neophodne komponente su način na koji se primaju podaci iz prethodnog koraka i kako se informacije šalju u sljedeći korak.
Pređimo na direktno upoznavanje nivoa.
Fizički sloj
Glavni zadatak prve faze je slanje bitova fizičkim komunikacijskim kanalima. Fizički komunikacijski kanali su uređaji stvoreni za prijenos i primanje informacijskih signala. Na primjer, optičko vlakno koaksijalni kabl ili upredeni par. Prijenos se također može odvijati putem bežične komunikacije. Prvi stepen karakteriše medij za prenos podataka: zaštita od smetnji, propusni opseg, karakteristična impedansa. Kvalitete konačnih električnih signala (vrsta kodiranja, nivoi napona i brzina prijenosa signala) su također postavljeni i dovedeni na standardni tipovi konektori, kontaktne veze su dodijeljene.
Funkcije fizičkog bina se obavljaju na apsolutno svakom uređaju koji je priključen na mrežu. Na primjer, mrežni adapter implementira ove funkcije na strani računala. Možda ste se već susreli sa protokolima prvog koraka: RS-232, DSL i 10Base-T, koji definišu fizičke karakteristike komunikacionog kanala.
Sloj veze podataka
U drugoj fazi, apstraktna adresa uređaja se povezuje sa fizičkim uređajem i provjerava se dostupnost medija za prijenos. Bitovi se formiraju u setove - okvire. Glavni zadatak sloj veze- prepoznavanje i ispravljanje grešaka. Za ispravan prijenos, specijalizirane sekvence bitova se ubacuju prije i poslije okvira i dodaje se izračunata kontrolna suma. Kada okvir stigne na odredište, ponovo se izračunava kontrolni zbroj već pristiglih podataka ako se podudara kontrolna suma u okviru, okvir je prepoznat kao ispravan. U suprotnom, pojavljuje se greška koja se može ispraviti ponovnim slanjem informacija.
Stupanj kanala omogućava prijenos informacija zahvaljujući posebnoj strukturi veze. Konkretno, sabirnice, mostovi i prekidači rade preko protokola sloja veze. Korak dva specifikacije uključuju: Ethernet, Token Ring i JPP. Funkcije stupnja kanala u računaru obavljaju mrežni adapteri i drajveri za njih.
Mrežni sloj
U standardnim situacijama funkcije stupnja kanala nisu dovoljne za kvalitetan prijenos informacija. Specifikacije drugog koraka mogu samo prenositi podatke između čvorova sa istom topologijom, na primjer, stablo. Postoji potreba za trećom fazom. Neophodno je formirati jedinstven transportni sistem sa razgranatom strukturom za više mreža koje imaju proizvoljnu strukturu i razlikuju se po načinu prenosa podataka.
Da bismo to objasnili na drugi način, treći korak obrađuje Internet protokol i obavlja funkciju rutera: pronalaženje najboljeg puta za informacije. Ruter - uređaj koji prikuplja podatke o strukturi interkonekcija mrežne veze i prenošenje paketa do odredišne mreže (tranzitni prijenosi - skokovi). Ako naiđete na grešku u IP adresi, onda je to problem na nivou mreže. Protokoli treće faze su podijeljeni na protokole za umrežavanje, rutiranje ili rješavanje adresa: ICMP, IPSec, ARP i BGP.
Transportni sloj
Da bi podaci stigli do aplikacija i gornjih slojeva steka, potrebna je četvrta faza. Obezbeđuje potreban stepen pouzdanosti prenosa informacija. Postoji pet klasa usluga etape transporta. Njihova razlika je u hitnosti, izvodljivosti obnavljanja prekinute komunikacije i sposobnosti otkrivanja i ispravljanja grešaka u prijenosu. Na primjer, gubitak ili dupliciranje paketa.
Kako odabrati klasu usluge transporta? Kada je kvalitet komunikacijskih kanala visok, laka usluga je adekvatan izbor. Ukoliko komunikacioni kanali na samom početku ne funkcionišu bezbedno, preporučljivo je pribeći razvijenom servisu koji će pružiti maksimalne mogućnosti za pronalaženje i rešavanje problema (kontrola isporuke podataka, vremenska ograničenja isporuke). Specifikacije faze 4: TCP i UDP TCP/IP steka, SPX Novell steka.
Udruženje prva četiri nivoa naziva se transportni podsistem. U potpunosti pruža odabrani nivo kvaliteta.
Sloj sesije
Peta faza pomaže u regulisanju dijaloga. Nemoguće je da sagovornici prekidaju jedni druge ili da govore sinhrono. Sloj sesije pamti aktivnu stranu u određenom trenutku i sinhronizuje informacije, koordinirajući i održavajući veze između uređaja. Njegove funkcije vam omogućavaju da se vratite na kontrolnu tačku tokom dugog transfera bez potrebe da počnete iznova. Također u petoj fazi možete prekinuti vezu kada se razmjena informacija završi. Specifikacije sloja sesije: NetBIOS.
Izvršni nivo
Šesta faza je uključena u transformaciju podataka u univerzalno prepoznatljiv format bez promjene sadržaja. Od u različitim uređajima Koriste se različiti formati, informacije obrađene na reprezentativnom nivou omogućavaju sistemima da se međusobno razumeju, prevazilazeći sintaktičke i kodne razlike. Osim toga, u šestoj fazi postaje moguće šifriranje i dešifriranje podataka, što osigurava tajnost. Primjeri protokola: ASCII i MIDI, SSL.
Aplikacioni sloj
Sedma faza na našoj listi i prva ako program šalje podatke preko mreže. Sastoji se od skupova specifikacija kroz koje korisnik, web stranice. Na primjer, kada se poruke šalju poštom, na nivou aplikacije se bira pogodan protokol. Sastav specifikacija sedme faze je vrlo raznolik. Na primjer, SMTP i HTTP, FTP, TFTP ili SMB.
Možda ste negdje čuli za osmi nivo ISO modela. Zvanično ne postoji, ali se među IT radnicima pojavila komična osma faza. To je sve zbog činjenice da problemi mogu nastati greškom korisnika, a kao što znate, osoba je na vrhuncu evolucije, pa se pojavio osmi nivo.
Razmotrivši OSI model, uspjeli ste razumjeti složenu strukturu mreže i sada razumjeti suštinu svog rada. Stvari postaju prilično jednostavne kada razložite proces!
OSI ima sedam slojeva. Na sl. Slika 1.5 prikazuje model interakcije između dva uređaja: izvorni čvor(izvor) i odredišni čvor(odredište). Skup pravila po kojima se podaci razmjenjuju između softvera i hardvera koji se nalaze na istom nivou naziva se protokol. Skup protokola naziva se stog protokola i definiran je posebnim standardom. Interakcija između nivoa je određena standardom interfejsi.
Rice.
1.5. Interakcija odgovarajućih nivoa je virtuelno , sa izuzetkom fizički nivo , gdje se podaci razmjenjuju putem kablova koji povezuju računare. Na sl. 1.5 takođe daje primere protokola koji kontrolišu interakciju čvorova na različitim nivoima OSI modela. Interakcija između nivoa unutar čvora odvija se kroz međurazine interfejs
, a svaki niži nivo pruža usluge višem. Virtuelna razmena između odgovarajućih nivoa čvorova A i B (slika 1.6) se dešava sa određenim jedinicama informacija. Na prva tri nivoa jeste poruke ili podaci , na nivou transporta – segmentima , na nivou mreže –, na nivou linka – Okvir) a na fizičkom – niz bitova.
Za svaki mrežna tehnologija Postoje sopstveni protokoli i sopstvena tehnička sredstva, od kojih neka imaju simbole prikazane na sl. 1.5. Ove oznake je uveo Cisco i postale su opšteprihvaćene. Među tehničkim sredstvima fizičkog sloja treba istaći kablove, konektore, repetitori signala, multiport repetitori ili koncentratori (hub), medijski pretvarači (primopredajnik), na primjer, pretvarači električnih signala u optičke i obrnuto. Na nivou veze ovo je mostovi, prekidači. Na nivou mreže - ruteri. Mrežne kartice ili adapteri (Network Interface Card - NIC) rade i na podatkovnom linku i na fizičkom nivou, što je zbog mrežna tehnologija I medijum za prenos podataka.
Rice.
1.6.
Prilikom prijenosa podataka od izvora do odredišnog čvora, preneseni podaci pripremljeni na nivou aplikacije sekvencijalno prelaze od najvišeg, aplikacionog nivoa 7 čvora izvora informacija do najnižeg - fizičkog nivoa 1, a zatim se putem fizičkog medija prenose do odredišni čvor, gdje uzastopno prelazi sa donjeg nivoa 1 na nivo 7. Onaj vrh Sloj aplikacije 7 operira najčešćom jedinicom podataka – porukom. Na ovom nivou se implementira upravljanje zajednički pristup na mrežu, protok podataka, mrežne usluge kao što su FTP, TFTP, HTTP, SMTP, SNMP
i sl. Prezentacijski sloj 6
mijenja oblik prezentacije podataka. Na primjer, podaci preneseni sa sloja 7 se pretvaraju u općenito prihvaćeni ASCII format. Prilikom prijema podataka dolazi do obrnutog procesa. Sloj 6 također šifrira i komprimira podatke. Sloj sesije 5
uspostavlja komunikacijsku sesiju između dva krajnja čvora (računara), određuje koji je računar odašiljač, a koji prijemnik i postavlja vrijeme prijenosa za stranu odašiljanja. Transportni sloj 4 dijeli veliku poruku iz čvora izvora informacija na dijelove, dok dodaje zaglavlje i generira segmentima određene količine, a kratke poruke se mogu kombinovati u jedan segment. Na odredišnom čvoru događa se obrnuti proces. Zaglavlje segmenta specificira brojevi portova izvor i odredište, koji usmjeravaju usluge gornjeg sloja aplikacije na obradu datog segmenta. osim toga, osigurava pouzdanu isporuku paketa. Kada se na ovoj razini otkriju gubici i greške, generira se zahtjev za ponovni prijenos pomoću protokola TCP. Kada nema potrebe za provjerom ispravnosti dostavljene poruke, koristi se jednostavniji i brži User Datagram Protocol. UDP).
Mrežni sloj 3 adresira poruku, specificirajući jedinicu podataka koji se prenose (paket) logičan mrežne adrese odredišni čvor i izvorni čvor ( IP adrese), definiše ruta kojim će biti poslat paket podataka, prevodi logičke mrežne adrese u fizičke, a na strani primaoca - fizičke adrese do logicnog. Mreža logičke adrese pripadaju korisnicima.
Data Link 2 obrasci iz paketa osoblje podaci (okviri). Na ovom nivou su postavljeni fizičke adrese uređaji pošiljaoca i primaoca. Na primjer, fizička adresa uređaji se mogu registrovati u ROM mrežne kartice računara. Na istoj razini dodaje se prenesenim podacima ček suma, određen algoritmom ciklički kod. Na strani koja prima kontrolna suma identificirati i ispraviti greške gdje je to moguće.
Fizički sloj (fizički) 1 prenosi tok bitova preko odgovarajućeg fizičkog medija (električni ili optički kabl, radio kanal) preko odgovarajućeg interfejsa. Na ovom nivou, podaci se kodiraju i preneseni bitovi informacija se sinhronizuju.
Protokoli tri gornja sloja su nezavisni od mreže, a tri donja sloja su zavisna od mreže. Komunikacija između gornja tri i donja tri sloja odvija se na transportnom sloju.
Važan proces u prijenosu podataka je inkapsulacija(enkapsulacija) podataka. Prenesena poruka koju generiše aplikacija prolazi kroz tri gornja sloja nezavisna od mreže i stiže do izvor i odredište, koji usmjeravaju usluge gornjeg sloja aplikacije na obradu datog segmenta. osim toga,, gdje je podijeljen na dijelove i svaki dio je inkapsuliran (smješten) u segment podataka (slika 1.7). Zaglavlje segmenta sadrži broj protokola aplikacijskog sloja s kojim je poruka pripremljena i broj protokola koji će obraditi ovaj segment.
Rice.
1.7. Na nivou mreže, segment je inkapsuliran plasticna kesa podaci, zaglavlje ( header ) koji sadrži, između ostalog, mrežne (logičke) adrese pošiljaoca informacija (izvora) – Source Address ( S.A. ) i primalac (odredište) – adresa odredišta ( D.A.
). U ovom kursu, ovo su IP adrese. Na sloju veze, paket je inkapsuliran poruke okvir podatke čije zaglavlje sadrži fizičke adresečvorovi predajnika i prijemnika, kao i druge informacije. Osim toga, na ovom nivou se dodaje prikolica(trailer) okvira koji sadrži informacije potrebne za provjeru ispravnosti primljenih informacija. Dakle, podaci su uokvireni zaglavljima koji sadrže servisne informacije, tj. inkapsulacija podaci.
Naziv informacijskih jedinica na svakom nivou, njihova veličina i drugi parametri enkapsulacije se postavljaju prema jedinici podataka protokola - PDU). Dakle, na prva tri nivoa ovo je poruka (podaci), na transportnom sloju 4 – segment, na mrežnom sloju 3 – Paket, na sloju veze 2 – okvir, na fizičkom nivou 1 – sekvenca bitova.
Pored sedmoslojnog OSI modela, u praksi se koristi i četvoroslojni TCP/IP model (slika 1.8).
Rice.
Aplikacioni sloj 1.8. Transportni sloj TCP/IP model ima isto ime kao i OSI model, ali su njegove funkcije mnogo šire, budući da pokriva tri gornja sloja nezavisna od mreže (aplikacija, prezentacija i sesija). Oba modela su ista po nazivu i funkciji. Mrežni sloj OSI modela odgovara mreži ( Internet ) sloj TCP/IP modela, a dva niža sloja (vezni i fizički) su predstavljeni objedinjenim slojem pristupa mreži ().
Pristup mreži
Rice. Transportni sloj 1.9. dakle,, koji osigurava pouzdan prijenos podataka, radi samo na krajnjim čvorovima, što smanjuje kašnjenje
prijenos poruke
- u cijeloj mreži od jednog krajnjeg čvora do drugog. U datom primjeru (slika 1.9), IP protokol radi na svim čvorovima mreže, a stog TCP/IP protokola radi samo na krajnjim čvorovima.
- Kratak sažetak Telekomunikacionu mrežu čini skup pretplatnika i komunikacionih čvorova povezanih komunikacionim linijama (kanalima). Razlikovati
- mreže: komutirani krug , kada telekomunikacioni čvorovi obavljaju funkcije komutatora, i kod komutacije paketa (poruka), kada telekomunikacioni čvorovi obavljaju funkcije rutera. Da biste kreirali rutu u razgrananoj mreži, morate navesti izvorne adrese i logičke adrese.
- primaoca poruke. Postoje fizičke i Mreže podataka With
- komutacija paketa
- dijele se na lokalne i globalne.
Da bih lakše razumio rad svih mrežnih uređaja navedenih u članku Mrežni uređaji u vezi sa slojevima OSI mrežnog referentnog modela, napravio sam šematske crteže sa malim komentarima.
Prvo, sjetimo se slojeva OSI referentnog mrežnog modela i enkapsulacije podataka.
Pogledajte kako se podaci prenose između dva povezana računara. Ujedno ću istaknuti rad mrežne kartice na računarima, jer Upravo je to mrežni uređaj, a kompjuter nije. (Sve slike se mogu kliknuti - da biste uvećali sliku, kliknite na nju.)
Aplikacija na PC1 šalje podatke drugoj aplikaciji na PC2. Počevši od gornjeg sloja (sloja aplikacije), podaci se šalju na mrežnu karticu do sloja veze podataka. Na njega LAN kartica pretvara okvire u bitove i šalje ih na fizički medij (na primjer, kabel upredene parice). Signal stiže na drugu stranu kabla, a mrežna kartica PC2 računara prima te signale, prepoznajući ih u bitove i formirajući okvire od njih. Podaci (sadržani u okvirima) se dekapsuliraju na gornji sloj, a kada stignu do sloja aplikacije, odgovarajući program na PC2 ih prima.
Repeater. Hub.
Repetitor i čvorište rade na istom nivou, tako da su isti prikazani u smislu OSI mrežnog modela. Radi praktičnosti predstavljanja mrežnih uređaja, prikazat ćemo ih između naših računara.
Repetitor i koncentrator uređaja prvog (fizičkog) nivoa. Oni primaju signal, prepoznaju ga i prosljeđuju signal svim aktivnim portovima.
Mrežni most. Prekidač.
Mrežni most i prekidač također rade na istom nivou (kanalu) i prikazani su na isti način.
Oba uređaja su već na drugom nivou, pa osim što prepoznaju signal (kao čvorišta na prvom nivou), dekapsuliraju ga (signal) u okvire. Na drugom nivou se upoređuje kontrolni zbir prikolice (prikolice) okvira. Tada se primaočeva MAC adresa uči iz zaglavlja okvira i provjerava se njeno prisustvo u komutiranoj tabeli. Ako je adresa prisutna, onda se okvir kapsulira natrag u bitove i šalje (kao signal) na odgovarajući port. Ako adresa nije pronađena, dolazi do procesa traženja ove adrese u povezanim mrežama.
Router.
Kao što vidite, ruter (ili ruter) je uređaj trećeg nivoa. Evo otprilike kako ruter funkcionira: signal stiže na port i ruter ga prepoznaje. Prepoznati signal (bitovi) formiraju okvire (okvire). Provjerava se kontrolni zbroj u prikolici i MAC adresa primatelja. Ako su sve provjere uspješne, okviri formiraju paket. Na trećem nivou, ruter ispituje zaglavlje paketa. Sadrži IP adresu odredišta (primaoca). Na osnovu IP adrese i sopstvene tabele rutiranja, ruter bira najbolju putanju za pakete da odu do primaoca. Nakon odabira putanje, ruter inkapsulira paket u okvire, a zatim u bitove i šalje ih kao signale na odgovarajući port (odabran u tabeli rutiranja).
Zaključak
U zaključku, spojio sam sve uređaje u jednu sliku.
Sada imate dovoljno znanja da odredite koji uređaji rade i kako rade. Ako i dalje imate pitanja, pitajte ih i u bliskoj budućnosti ćemo vam sigurno pomoći ili ja ili drugi korisnici.
Da bi se obezbijedio jedinstveni prikaz podataka u mrežama sa heterogenim uređajima i softverom, međunarodna organizacija za standarde ISO (International Standardization Organization) razvila je osnovni model komunikacije otvorenih sistema OSI (Open System Interconnection). Ovaj model opisuje pravila i procedure za prijenos podataka u različitim mrežnim okruženjima prilikom organiziranja komunikacijske sesije. Glavni elementi modela su slojevi, procesi aplikacije i fizičke veze. Na sl. Slika 1.10 prikazuje strukturu osnovnog modela.
Svaki sloj OSI modela obavlja određeni zadatak tokom prijenosa podataka preko mreže. Osnovni model je osnova za razvoj mrežnih protokola. OSI dijeli mrežne komunikacijske funkcije u sedam slojeva, od kojih svaki služi različitim dijelovima procesa međusobnog povezivanja otvorenih sistema.
OSI model opisuje samo sistemske komunikacije, a ne aplikacije krajnjih korisnika. Aplikacije implementiraju vlastite komunikacijske protokole pristupajući sistemskim objektima.
Rice. 1.10. OSI model
Ako aplikacija može preuzeti funkcije nekog od gornjih slojeva OSI modela, tada radi razmjene podataka direktno pristupa sistemskim alatima koji obavljaju funkcije preostalih nižih slojeva OSI modela.
Interakcija slojeva OSI modela
OSI model se može podijeliti na dva razni modeli, kao što je prikazano na sl. 1.11:
Horizontalni model zasnovan na protokolu koji obezbeđuje mehanizam za interakciju između programa i procesa na različitim mašinama;
Vertikalni model zasnovan na uslugama koje pružaju susjedni slojevi jedni drugima na istoj mašini.
Svaki sloj računara koji šalje je u interakciji sa istim slojem računara primaoca kao da je direktno povezan. Takva veza se naziva logička ili virtuelna veza. U stvarnosti, interakcija se dešava između susednih nivoa jednog računara.
Dakle, informacije na računaru koji šalje moraju proći kroz sve nivoe. Zatim se preko fizičkog medija prenosi do računara primaoca i ponovo prolazi kroz sve slojeve dok ne dostigne isti nivo sa kojeg je poslat na računar koji šalje.
U horizontalnom modelu, dva programa zahtijevaju zajednički protokol za razmjenu podataka. U vertikalnom modelu, susjedni slojevi razmjenjuju podatke koristeći interfejse aplikativni programi API (Aplikacijski programski interfejs).
Rice. 1.11. Dijagram računarske interakcije u OSI osnovnom referentnom modelu
Prije slanja u mrežu, podaci se dijele u pakete. Paket je jedinica informacija koja se prenosi između mrežnih stanica.
Prilikom slanja podataka, paket prolazi uzastopno kroz sve slojeve softver. Na svakom nivou paketu se dodaju kontrolne informacije ovog nivoa (header), koje su neophodne za uspešan prenos podataka preko mreže, kao što je prikazano na sl. 1.12, gdje je Zag zaglavlje paketa, Con je kraj paketa.
Na prijemnom kraju, paket prolazi kroz sve slojeve obrnutim redoslijedom. Na svakom sloju, protokol na tom sloju čita informacije o paketu, zatim uklanja informacije koje je strana pošiljalac dodala paketu na tom sloju i prosljeđuje paket sljedećem sloju. Kada paket stigne do sloja aplikacije, sve kontrolne informacije će biti uklonjene iz paketa i podaci će se vratiti u prvobitni oblik.
Rice. 1.12. Formiranje paketa svakog nivoa sedmostepenog modela
Svaki nivo modela obavlja svoju funkciju. Što je viši nivo, to je složeniji problem koji rješava.
Zgodno je razmišljati o pojedinačnim slojevima OSI modela kao o grupama programa dizajniranih za obavljanje specifičnih funkcija. Jedan sloj, na primjer, odgovoran je za konverziju podataka iz ASCII u EBCDIC i sadrži programe potrebne za obavljanje ovog zadatka.
Svaki sloj pruža uslugu sloju iznad njega, zauzvrat zahtijevajući uslugu od sloja ispod sebe. Gornji slojevi zahtijevaju uslugu na gotovo isti način: po pravilu, ovo je zahtjev za usmjeravanje nekih podataka iz jedne mreže u drugu. Praktična implementacija principa adresiranja podataka dodijeljena je nižim nivoima. Na sl. 1.13 dato Kratki opis funkcioniše na svim nivoima.
Rice. 1.13. Funkcije slojeva OSI modela
Model koji se razmatra određuje interakciju otvorenih sistema različitih proizvođača na istoj mreži. Stoga za njih obavlja koordinacione radnje na:
Interakcija procesa aplikacije;
Obrasci za prezentaciju podataka;
Jedinstvena pohrana podataka;
Upravljanje mrežnim resursima;
Sigurnost podataka i zaštita informacija;
Dijagnostika programa i hardvera.
Aplikacioni sloj
Aplikacioni sloj pruža procesima aplikacije sredstva za pristup području interakcije, najviši je (sedmi) nivo i direktno je u blizini procesa aplikacije.
U stvarnosti, sloj aplikacije je skup različitih protokola putem kojih korisnici mreže dobijaju pristup zajedničkim resursima, kao što su fajlovi, štampači ili hipertekst web stranice, a takođe organizuju svoj zajednički rad, na primer koristeći protokol Email. Posebni aplikacioni servisni elementi pružaju uslugu za specifične aplikativne programe, kao što su programi za prijenos datoteka i programi za emulaciju terminala. Ako, na primjer, program treba da prenese datoteke, tada će se koristiti FTAM (File Transfer, Access, and Management) protokol za prijenos, pristup i upravljanje datotekama. U OSI modelu, aplikacijski program koji treba da izvrši određeni zadatak (na primjer, ažuriranje baze podataka na računalu) šalje specifične podatke u obliku Datagrama na sloj aplikacije. Jedan od glavnih zadataka ovog sloja je da odredi kako bi se zahtjev aplikacije trebao obraditi, drugim riječima, u kojem obliku bi zahtjev trebao biti.
Jedinica podataka na kojoj radi sloj aplikacije obično se zove poruka.
Aplikacioni sloj obavlja sljedeće funkcije:
1. Obavljanje raznih vrsta poslova.
Prijenos datoteka;
Upravljanje poslovima;
Upravljanje sistemom, itd.;
2. Identifikacija korisnika po njihovim lozinkama, adresama, elektronskim potpisima;
3. Određivanje funkcionalnih pretplatnika i mogućnost pristupa novim procesima aplikacije;
4. Utvrđivanje dovoljnosti raspoloživih resursa;
5. Organizacija zahtjeva za povezivanje sa drugim procesima aplikacije;
6. Transfer aplikacija na reprezentativni nivo za potrebne metode opisivanja informacija;
7. Izbor procedura za planirani dijalog procesa;
8. Upravljanje podacima koji se razmjenjuju između aplikativnih procesa i sinhronizacija interakcije između aplikativnih procesa;
9. Određivanje kvaliteta usluge (vrijeme isporuke blokova podataka, prihvatljiva stopa grešaka);
10. Dogovor za ispravljanje grešaka i utvrđivanje pouzdanosti podataka;
11. Koordinacija ograničenja nametnutih sintaksi (skupovi znakova, struktura podataka).
Ove funkcije definiraju tipove usluga koje aplikacijski sloj pruža procesima aplikacije. Osim toga, sloj aplikacije prenosi na procese aplikacije usluge koje pružaju fizički slojevi, slojevi veze, mreže, transporta, sesije i prezentacijski slojevi.
Na nivou aplikacije potrebno je korisnicima pružiti već obrađene informacije. Sistemski i korisnički softver to mogu podnijeti.
Aplikacijski sloj je odgovoran za pristup aplikacije mreži. Zadaci ovog nivoa su prijenos datoteka, razmjena poštom i upravljanje mrežom.
Najčešći protokoli u gornja tri sloja uključuju:
FTP (File Transfer Protocol) protokol za prijenos datoteka;
TFTP (Trivial File Transfer Protocol) je najjednostavniji protokol za prijenos datoteka;
X.400 email;
Telnet rad sa udaljenim terminalom;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) je jednostavan protokol za razmjenu pošte;
CMIP (Common Management Information Protocol) zajednički protokol za upravljanje informacijama;
SLIP (Serial Line IP) IP za serijske linije. Protokol za serijski prijenos podataka karakter po znak;
SNMP (Simple Network Management Protocol) je jednostavan protokol za upravljanje mrežom;
FTAM (File Transfer, Access, and Management) protokol za prijenos, pristup i upravljanje datotekama.
Prezentacijski sloj
Funkcije ovog nivoa su prezentacija podataka koji se prenose između procesa aplikacije u traženom obliku.
Ovaj sloj osigurava da će informacije koje prenosi sloj aplikacije razumjeti sloj aplikacije u drugom sistemu. Po potrebi, prezentacijski sloj, u trenutku prijenosa informacija, pretvara formate podataka u neki uobičajeni format prezentacije, te u trenutku prijema, shodno tome, vrši obrnutu konverziju. Na ovaj način slojevi aplikacije mogu prevladati, na primjer, sintaktičke razlike u predstavljanju podataka. Ova situacija može nastati na LAN-u sa različitim tipovima računara (IBM PC i Macintosh) koji trebaju razmjenjivati podatke. Dakle, u poljima baze podataka informacije moraju biti predstavljene u obliku slova i brojeva, a često i u obliku grafičke slike. Ove podatke treba obraditi, na primjer, kao brojeve s pomičnim zarezom.
Osnova za generalni prikaz podataka je sistem ASN.1, jedinstven za sve nivoe modela. Ovaj sistem služi za opisivanje strukture fajla i takođe rešava problem enkripcije podataka. Na ovom nivou može se izvršiti enkripcija i dešifrovanje podataka, zahvaljujući čemu je obezbeđena tajnost razmene podataka za sve servise aplikacije odjednom. Primer takvog protokola je protokol Secure Socket Layer (SSL), koji obezbeđuje sigurnu razmenu poruka za protokole sloja aplikacije u TCP/IP stogu. Ovaj nivo obezbeđuje konverziju podataka (kodiranje, kompresiju, itd.) sloja aplikacije u tok informacija za transportni sloj.
Reprezentativni nivo obavlja sljedeće glavne funkcije:
1. Generiranje zahtjeva za uspostavljanje interakcijskih sesija između procesa aplikacije.
2. Koordinacija prezentacije podataka između procesa aplikacije.
3. Implementacija obrazaca za prezentaciju podataka.
4. Prezentacija grafičkog materijala (crteži, slike, dijagrami).
5. Klasifikacija podataka.
6. Slanje zahtjeva za prekid sesije.
Protokoli sloja prezentacije su tipični sastavni dio protokoli tri gornja nivoa modela.
Sloj sesije
Sloj sesije je sloj koji definira proceduru za vođenje sesija između korisnika ili procesa aplikacije.
Sloj sesije omogućava upravljanje razgovorom za snimanje koja je strana trenutno aktivna, a također pruža mogućnost sinhronizacije. Potonji omogućavaju umetanje kontrolnih tačaka u duge transfere, tako da se u slučaju neuspjeha možete vratiti na posljednju kontrolnu tačku, umjesto da počnete ispočetka. U praksi, malo aplikacija koristi sloj sesije i rijetko se implementira.
Sloj sesije kontrolira prijenos informacija između procesa aplikacije, koordinira prijem, prijenos i isporuku jedne komunikacijske sesije. Osim toga, sloj sesije dodatno sadrži funkcije za upravljanje lozinkama, upravljanje dijalogom, sinhronizaciju i otkazivanje komunikacije u sesiji prijenosa nakon kvara zbog grešaka u nižim slojevima. Funkcije ovog nivoa su da koordinira komunikaciju između dva aplikativna programa koja rade na različitim radnim stanicama. Ovo se dešava u obliku dobro strukturiranog dijaloga. Ove funkcije uključuju kreiranje sesije, upravljanje slanjem i primanjem paketa poruka tokom sesije i prekid sesije.
Na nivou sesije se određuje kakav će biti prijenos između dva procesa aplikacije:
Poludupleks (procesi će slati i primati podatke redom);
Dupleks (procesi će prenositi podatke i primati ih u isto vrijeme).
U poludupleksnom načinu, sloj sesije izdaje token podataka procesu koji inicira prijenos. Kada dođe vrijeme da drugi proces odgovori, token podataka mu se prosljeđuje. Sloj sesije dozvoljava prijenos samo strani koja ima token podataka.
Sloj sesije pruža sljedeće funkcije:
1. Uspostavljanje i prekid na nivou sesije veze između sistema u interakciji.
2. Izvođenje normalne i hitne razmjene podataka između procesa aplikacije.
3. Upravljanje interakcijom između aplikativnih procesa.
4. Sinhronizacija veza sesije.
5. Obavještavanje procesa prijave o izuzetnim situacijama.
6. Postavljanje oznaka u procesu aplikacije koje omogućavaju da se nakon kvara ili greške vrati njegovo izvršenje od najbliže oznake.
7. Prekidanje procesa prijave kada je potrebno i njegovo pravilno nastavljanje.
8. Prekinite sesiju bez gubitka podataka.
9. Prijenos posebnih poruka o toku sesije.
Sloj sesije je odgovoran za organizovanje sesija razmene podataka između krajnjih mašina. Protokoli sloja sesije su obično komponenta gornja tri sloja modela.
Transportni sloj
Transportni sloj je dizajniran da prenosi pakete preko komunikacione mreže. Na transportnom sloju paketi su podijeljeni u blokove.
Na putu od pošiljaoca do primaoca, paketi mogu biti oštećeni ili izgubljeni. Dok neke aplikacije imaju vlastito rukovanje greškama, postoje druge koje se radije bave pouzdanom vezom odmah. Posao transportnog sloja je da osigura da aplikacije ili gornji slojevi modela (aplikacija i sesija) prenose podatke sa stepenom pouzdanosti koji im je potreban. OSI model definira pet klasa usluga koje pruža transportni sloj. Ove vrste usluga razlikuju se po kvalitetu pruženih usluga: hitnosti, mogućnosti obnavljanja prekinutih komunikacija, dostupnosti sredstava za multipleksiranje višestrukih veza između različitih protokola aplikacija kroz zajednički transportni protokol, i što je najvažnije, mogućnost otkrivanja i ispravite greške u prijenosu, kao što su izobličenje, gubitak i dupliciranje paketa.
Transportni sloj određuje adresiranje fizičkih uređaja(sistemi, njihovi dijelovi) na mreži. Ovaj sloj garantuje isporuku blokova informacija primaocima i kontroliše ovu isporuku. Njegov glavni zadatak je da obezbedi efikasne, pogodne i pouzdane oblike prenosa informacija između sistema. Kada se obrađuje više od jednog paketa, transportni sloj kontrolira redoslijed kojim se paketi obrađuju. Ako duplikat prethodno primljene poruke prođe, onda ovom nivou prepoznaje ovo i ignorira poruku.
Funkcije transportnog sloja uključuju:
1. Kontrola prijenosa preko mreže i osiguranje integriteta blokova podataka.
2. Otkrivanje grešaka, njihovo delimično otklanjanje i prijavljivanje neispravljenih grešaka.
3. Obnavljanje prijenosa nakon kvarova i kvarova.
4. Povećanje ili podjela blokova podataka.
5. Određivanje prioriteta prilikom prijenosa blokova (normalnih ili hitnih).
6. Potvrda transfera.
7. Eliminacija blokada u slučaju zastoja u mreži.
Počevši od transportnog sloja, svi više ležeći protokoli implementirani su u softveru, obično uključeni u mrežu operativni sistem.
Najčešći protokoli transportnog sloja uključuju:
TCP (Transmission Control Protocol) protokol kontrole prijenosa TCP/IP steka;
UDP (User Datagram Protocol) protokol korisničkih datagrama TCP/IP steka;
NCP (NetWare Core Protocol) osnovni protokol NetWare mreža;
SPX (Sequenced Packet eXchange) uredna razmjena Novell paketa steka;
TP4 (Transmission Protocol) – protokol za prijenos klase 4.
Mrežni sloj
Mrežni nivo obezbjeđuje postavljanje kanala koji povezuju pretplatničke i administrativne sisteme preko komunikacione mreže, odabir najbrže i najpouzdanije rute.
Mrežni sloj uspostavlja komunikaciju u računarsku mrežu između dva sistema i obezbeđuje polaganje virtuelnih kanala između njih. Virtuelni ili logički kanal je funkcionisanje mrežnih komponenti koje stvara iluziju da komponente u interakciji postavljaju željeni put između njih. Pored toga, mrežni sloj prijavljuje greške transportnom sloju. Poruke mrežnog sloja obično se nazivaju paketi. Sadrže dijelove podataka. Mrežni sloj je odgovoran za njihovo adresiranje i isporuku.
Pronalaženje najboljeg puta za prijenos podataka naziva se rutiranje, a njegovo rješavanje je glavni zadatak mrežnog sloja. Ovaj problem je komplikovan činjenicom da najkraći put nije uvijek najbolji. Često je kriterij za odabir rute vrijeme prijenosa podataka duž ove rute; zavisi od kapaciteta komunikacionih kanala i intenziteta saobraćaja, koji se može menjati tokom vremena. Neki algoritmi usmjeravanja pokušavaju se prilagoditi promjenama opterećenja, dok drugi donose odluke na osnovu prosjeka tokom vremena. dugo vrijeme. Ruta se može odabrati na osnovu drugih kriterija, na primjer, pouzdanosti prijenosa.
Protokol sloja veze osigurava isporuku podataka između bilo kojeg čvora samo u mreži s odgovarajućom standardnom topologijom. Ovo je vrlo striktno ograničenje koje ne dozvoljava izgradnju mreža sa razvijenom strukturom, na primjer, mreža koje kombinuju nekoliko mreža preduzeća u jednu mrežu, ili visoko pouzdane mreže u kojima postoje redundantne veze između čvorova.
Dakle, unutar mreže, isporuku podataka reguliše sloj veze podataka, ali isporuku podataka između mreža upravlja sloj mreže. Prilikom organizacije isporuke paketa na nivou mreže koristi se koncept broja mreže. U ovom slučaju, adresa primaoca se sastoji od broja mreže i broja računara na ovoj mreži.
Mreže su međusobno povezane posebnim uređajima koji se nazivaju ruteri. Ruter je uređaj koji prikuplja informacije o topologiji mrežnih veza i na osnovu toga prosljeđuje pakete mrežnog sloja do odredišne mreže. Da biste prenijeli poruku od pošiljaoca koji se nalazi na jednoj mreži do primaoca koji se nalazi u drugoj mreži, potrebno je izvršiti određeni broj tranzitnih transfera (hopova) između mreža, svaki put birajući odgovarajuću rutu. Dakle, ruta je niz rutera kroz koje prolazi paket.
Mrežni sloj je odgovoran za podjelu korisnika u grupe i usmjeravanje paketa na osnovu prevođenja MAC adresa u mrežne adrese. Mrežni sloj takođe obezbeđuje transparentan prenos paketa na transportni sloj.
Mrežni sloj obavlja sljedeće funkcije:
1. Kreiranje mrežnih veza i identifikacija njihovih portova.
2. Otkrivanje i ispravljanje grešaka koje se javljaju tokom prenosa kroz komunikacionu mrežu.
3. Kontrola toka paketa.
4. Organizacija (poređanje) sekvenci paketa.
5. Rutiranje i komutacija.
6. Segmentacija i spajanje paketa.
Na nivou mreže definisana su dva tipa protokola. Prvi tip se odnosi na definiciju pravila za prenos paketa podataka krajnjeg čvora od čvora do rutera i između rutera. Ovo su protokoli na koje se obično misli kada ljudi govore o protokolima mrežnog sloja. Međutim, drugi tip protokola, koji se naziva protokoli za razmjenu informacija o rutiranju, često je uključen u mrežni sloj. Koristeći ove protokole, ruteri prikupljaju informacije o topologiji mrežnih veza.
Implementirani su protokoli mrežnog sloja softverski moduli operativni sistem, kao i softver i hardver rutera.
Najčešće korišćeni protokoli na nivou mreže su:
IP (Internet protokol) Internet protokol, mrežni protokol TCP/IP steka koji pruža informacije o adresi i rutiranju;
IPX (Internetwork Packet Exchange) je mrežni protokol za razmjenu paketa dizajniran za adresiranje i rutiranje paketa na Novell mrežama;
X.25 je međunarodni standard za globalnu komunikaciju sa komutacijom paketa (djelimično implementiran na sloju 2);
CLNP (Connection Less Network Protocol) je mrežni protokol bez povezivanja.
Sloj veze podataka
Jedinica informacija na sloju veze je okvir. Okviri su logički organizirana struktura u koju se mogu smjestiti podaci. Zadatak sloja veze je da prenosi okvire sa mrežnog sloja na fizički sloj.
Fizički sloj jednostavno prenosi bitove. Ovo ne uzima u obzir da u nekim mrežama u kojima komunikacijske linije naizmjenično koristi nekoliko parova računara u interakciji, fizički medij za prijenos može biti zauzet. Stoga je jedan od zadataka sloja veze da provjeri dostupnost medija za prijenos. Drugi zadatak sloja veze je implementacija mehanizama za otkrivanje i ispravljanje grešaka.
Sloj veze osigurava da se svaki okvir ispravno prenosi postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira da ga označi, a također izračunava kontrolnu sumu zbrajanjem svih bajtova okvira na određeni način i dodavanjem kontrolne sume do okvira. Kada okvir stigne, prijemnik ponovo izračunava kontrolnu sumu primljenih podataka i upoređuje rezultat sa kontrolnom sumom iz okvira. Ako se poklapaju, okvir se smatra ispravnim i prihvaćenim. Ako se kontrolni sumi ne podudaraju, bilježi se greška.
Zadatak sloja veze je da uzme pakete koji dolaze iz mrežnog sloja i pripremi ih za prijenos, stavljajući ih u okvir odgovarajuće veličine. Ovaj sloj je odgovoran za određivanje gdje blok počinje i gdje se završava, kao i za otkrivanje grešaka u prijenosu.
Na istoj razini određuju se pravila korištenja fizičkog sloja od strane mrežnih čvorova. Električna reprezentacija podataka na LAN-u (bitovi podataka, metode kodiranja podataka i tokeni) prepoznaju se na ovom nivou i samo na ovom nivou. Ovdje se otkrivaju i ispravljaju greške (zahtijevanjem ponovnog slanja podataka).
Sloj veze podataka omogućava kreiranje, prijenos i prijem okvira podataka. Ovaj sloj opslužuje zahtjeve sa mrežnog sloja i koristi uslugu fizičkog sloja za primanje i prijenos paketa. Specifikacije IEEE 802.X dijele sloj podatkovne veze na dva podsloja:
LLC (Logical Link Control) kontrola logičke veze pruža logičku kontrolu komunikacije. LLC podsloj pruža usluge mrežnog sloja i povezan je sa prijenosom i prijemom korisničkih poruka.
MAC (Media Assess Control) kontrola pristupa medijima. MAC podsloj reguliše pristup zajedničkom fizičkom mediju (prolazak tokena ili detekcija kolizije ili kolizije) i kontroliše pristup komunikacijskom kanalu. LLC podsloj se nalazi iznad MAC podsloja.
Sloj veze podataka definira pristup medijima i kontrolu prijenosa kroz proceduru za prijenos podataka preko kanala.
Kada su poslani blokovi podataka veliki, sloj veze ih dijeli na okvire i prenosi okvire u obliku sekvenci.
Prilikom primanja okvira, sloj od njih formira blokove prenesenih podataka. Veličina bloka podataka ovisi o načinu prijenosa i kvaliteti kanala preko kojeg se prenosi.
U lokalnim mrežama, protokole sloja veze koriste računari, mostovi, svičevi i ruteri. U računarima, funkcije sloja veze se implementiraju zajedno mrežni adapteri i njihovi vozači.
Sloj veze podataka može obavljati sljedeće vrste funkcija:
1. Organizacija (uspostavljanje, upravljanje, prekid) kanalskih veza i identifikacija njihovih luka.
2. Organizacija i transfer osoblja.
3. Otkrivanje i ispravljanje grešaka.
4. Upravljanje protokom podataka.
5. Osiguravanje transparentnosti logičkih kanala (prenos podataka kodiranih na bilo koji način kroz njih).
Najčešće korišteni protokoli na sloju veze podataka uključuju:
HDLC (High Level Data Link Control) protokol kontrole visoke razine podataka za serijske veze;
IEEE 802.2 LLC (Tip I i Tip II) obezbjeđuje MAC za 802.x okruženja;
Ethernet mrežna tehnologija prema IEEE 802.3 standardu za mreže koje koriste topologiju magistrale i višestruki pristup sa slušanjem frekvencije nosioca i detekcijom konflikta;
Token ring je mrežna tehnologija u skladu sa standardom IEEE 802.5, koja koristi topologiju prstena i metodu pristupa prstenu sa prosljeđivanjem tokena;
FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) je mrežna tehnologija prema standardu IEEE 802.6 koja koristi optički medij;
X.25 je međunarodni standard za globalnu komunikaciju sa komutacijom paketa;
Frame relay mreža organizirana korištenjem X25 i ISDN tehnologija.
Physical Layer
Fizički sloj je dizajniran za povezivanje s fizičkim sredstvima komunikacije. Fizičko povezivanje znači kombinacija fizičkog okruženja, hardvera i softver, obezbeđujući prenos signala između sistema.
Fizički medij je materijalna supstanca kroz koju se prenose signali. Fizičko okruženje je temelj na kojem se gradi fizička povezanost. Eter, metali, optičko staklo i kvarc se široko koriste kao fizički mediji.
Fizički sloj se sastoji od podsloja medijskog interfejsa i podsloja za konverziju prenosa.
Prvi od njih osigurava uparivanje toka podataka s korištenim fizičkim komunikacijskim kanalom. Drugi vrši transformacije koje se odnose na korištene protokole. Fizički sloj obezbjeđuje fizički interfejs za kanal podataka i takođe opisuje procedure za prenos signala i prijem signala iz kanala. Na ovom nivou, električni, mehanički, funkcionalni i proceduralni parametri za fizička veza u sistemima. Fizički sloj prima pakete podataka od gornjeg sloja veze i pretvara ih u optičke ili električne signale koji odgovaraju 0 i 1 binarnog toka. Ovi signali se šalju kroz prijenosni medij do prijemnog čvora. Mehanička i električna/optička svojstva prijenosnog medija određuju se na fizičkom nivou i uključuju:
Vrsta kablova i konektora;
Raspored kontakata u konektorima;
Šema kodiranja signala za vrijednosti 0 i 1.
Fizički sloj obavlja sljedeće funkcije:
1. Uspostavljanje i raskid fizičkih veza.
2. Prijenos i prijenos serijskog koda.
3. Slušanje kanala, ako je potrebno.
4. Identifikacija kanala.
5. Obavijest o kvarovima i kvarovima.
Obavještavanje o greškama i kvarovima nastaje zbog činjenice da se na fizičkom nivou detektuje određena klasa događaja koji ometaju normalan rad mreže (sudar ramova koje šalje više sistema odjednom, prekid kanala, nestanak struje, gubitak mehanički kontakt itd.). Vrste usluga koje se pružaju sloju veze podataka određuju se protokolima fizičkog sloja. Slušanje kanala je neophodno u slučajevima kada je grupa sistema povezana na jedan kanal, ali samo jednom od njih je dozvoljeno da istovremeno prenosi signale. Stoga vam slušanje kanala omogućava da utvrdite da li je slobodan za prijenos. U nekim slučajevima, za više jasna definicija Struktura fizičkog sloja podijeljena je na nekoliko podnivoa. Na primjer, fizički sloj bežične mreže podijeljen je na tri podsloja (slika 1.14).
Rice. 1.14. Bežični LAN fizički sloj
Funkcije fizičkog sloja implementirane su u svim uređajima povezanim na mrežu. Na strani računara, funkcije fizičkog sloja obavlja mrežni adapter. Repetitori su jedina vrsta opreme koja radi samo na fizičkom sloju.
Fizički sloj može da obezbedi i asinhroni (serijski) i sinhroni (paralelni) prenos, koji se koristi za neke glavne računare i mini računare. Na fizičkom sloju, shema kodiranja mora biti definirana da predstavlja binarne vrijednosti u svrhu njihovog prijenosa preko komunikacijskog kanala. Mnoge lokalne mreže koriste Manchester kodiranje.
Primjer protokola fizičkog sloja je specifikacija 10Base-T Ethernet tehnologije, koja definira kabel koji se koristi kao neoklopljeni upredeni par kategorije 3 s karakterističnom impedancijom od 100 Ohma, RJ-45 konektorom, maksimalnom fizičkom dužinom segmenta od 100 metara, Manchester kod za predstavljanje podataka i drugih karakteristika okoline i električnih signala.
Neke od najčešćih specifikacija fizičkog sloja uključuju:
EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 – mehaničke/električne karakteristike neuravnoteženog serijskog interfejsa;
EIA-RS-422/449, CCITT V.10 – mehaničke, električne i optičke karakteristike balansiranog serijskog interfejsa;
Ethernet je mrežna tehnologija prema IEEE 802.3 standardu za mreže koja koristi topologiju magistrale i višestruki pristup sa slušanjem nosioca i detekcijom kolizije;
Token ring je mrežna tehnologija u skladu sa standardom IEEE 802.5, koja koristi topologiju prstena i metodu pristupa prstenu s prosljeđivanjem tokena.
U današnjem članku želim se vratiti na osnove i razgovarati o tome OSI modeli međusobnog povezivanja otvorenih sistema. Ovaj materijal će biti koristan za početnike administratori sistema i svi oni koji su zainteresovani za izgradnju kompjuterskih mreža.
Sve komponente mreže, od medija za prijenos podataka do opreme, funkcionišu i međusobno djeluju prema skupu pravila koja su opisana u tzv. modeli interakcije otvorenih sistema.
Otvoreni model interoperabilnosti sistema OSI(Open System Interconnection) razvila je međunarodna organizacija prema ISO standardima (International Standards Organization).
Prema OSI modelu, podaci koji se prenose od izvora do odredišta prolaze sedam nivoa . Na svakom nivou obavlja se određeni zadatak, koji u konačnici ne samo da garantuje isporuku podataka do krajnjeg odredišta, već i čini njihov prijenos neovisnim o sredstvima koja se za to koriste. Tako se postiže kompatibilnost između mreža s različitim topologijama i mrežna oprema.
Odvajanje svih mrežnih alata u slojeve pojednostavljuje njihov razvoj i upotrebu. Što je viši nivo, to je složeniji problem koji rješava. Prva tri sloja OSI modela ( fizički, kanal, mreža) su usko povezani sa mrežom i mrežnom opremom koja se koristi. Posljednja tri nivoa ( sesija, sloj prezentacije podataka, aplikacija) implementiraju se pomoću operativnog sistema i aplikativnih programa. Transportni sloj djeluje kao posrednik između ove dvije grupe.
Prije slanja preko mreže, podaci se dijele na paketi , tj. informacije organizovane na specifičan način tako da su razumljive uređajima za prijem i prenos. Prilikom slanja podataka, paket se sekvencijalno obrađuje pomoću svih nivoa OSI modela, od aplikativnog do fizičkog. Na svakom nivou, kontrolne informacije za taj nivo (tzv zaglavlje paketa ), što je neophodno za uspješan prijenos podataka preko mreže.
Kao rezultat, ova mrežna poruka počinje da liči na višeslojni sendvič, koji mora biti "jestiv" za računar koji je prima. Da biste to učinili, potrebno je pridržavati se određenih pravila za razmjenu podataka između umreženih računara. Ova pravila se zovu protokoli .
Na prijemnoj strani, paket se obrađuje pomoću svih slojeva OSI modela obrnutim redoslijedom, počevši od fizičkog i završavajući sa aplikacijom. Na svakom nivou, odgovarajuća sredstva, vođena protokolom sloja, čitaju informacije o paketu, zatim uklanjaju informacije dodane paketu na istom nivou od strane pošiljaoca i prenose paket na sredstvo sledećeg nivoa. Kada paket stigne do sloja aplikacije, sve kontrolne informacije će biti uklonjene iz paketa, a podaci će se vratiti u prvobitni oblik.
Pogledajmo detaljnije rad svakog sloja OSI modela:
Fizički sloj
– najniži, iza njega se direktno nalazi komunikacioni kanal kojim se prenose informacije. Učestvuje u organizaciji komunikacije, vodeći računa o karakteristikama medija za prenos podataka. Dakle, sadrži sve informacije o mediju za prenos podataka: nivo i frekvenciju signala, prisustvo smetnji, nivo slabljenja signala, otpor kanala itd. Osim toga, on je taj koji je odgovoran za prijenos toka informacija i njegovu transformaciju u skladu sa postojeće metode kodiranje. Rad fizičkog sloja je inicijalno dodijeljen mrežnoj opremi.
Vrijedi napomenuti da se uz pomoć fizičkog sloja ožiče i bežičnu mrežu. U prvom slučaju, kabel se koristi kao fizički medij, u drugom - bilo koji tip bežičnu komunikaciju, kao što su radio talasi ili infracrveno zračenje.
Sloj veze podataka obavlja najteži zadatak - osigurava zajamčen prijenos podataka koristeći algoritame fizičkog sloja i provjerava ispravnost primljenih podataka.
Prije pokretanja prijenosa podataka utvrđuje se dostupnost kanala za prijenos. Informacije se prenose u blokovima tzv osoblje , ili okviri . Svaki takav okvir ima niz bitova na kraju i početku bloka, a također je dopunjen kontrolnom sumom. Prilikom primanja takvog bloka na sloju veze, primalac mora provjeriti integritet bloka i uporediti primljenu kontrolnu sumu sa kontrolnom sumom uključenom u njegov sastav. Ako se poklapaju, podaci se smatraju ispravnim, u suprotnom se bilježi greška i potreban je ponovni prijenos. U svakom slučaju, pošiljatelju se šalje signal s rezultatom operacije, a to se događa sa svakim okvirom. Dakle, drugi važan zadatak sloja veze je provjera ispravnosti podataka.
Sloj veze podataka može se implementirati i hardverski (na primjer, pomoću prekidača) i pomoću softvera (na primjer, drajver mrežnog adaptera).
Mrežni sloj potrebno za obavljanje posla prijenosa podataka uz prethodno određivanje optimalne putanje za kretanje paketa. Budući da se mreža može sastojati od segmenata sa različitim topologijama, glavni zadatak mrežnog sloja je da odredi najkraći put, istovremeno pretvarajući logičke adrese i imena mrežnih uređaja u njihov fizički prikaz. Ovaj proces se zove rutiranje , a njen značaj se ne može precijeniti. Imajući shemu rutiranja koja se stalno ažurira zbog pojave raznih vrsta „zagušenja“ u mreži, prijenos podataka se obavlja u najkraćem mogućem vremenu i maksimalnom brzinom.
Transportni sloj služi za organizovanje pouzdanog prenosa podataka, čime se eliminiše gubitak informacija, njihova netačnost ili dupliranje. Istovremeno, prati se poštivanje ispravnog redoslijeda prilikom prijenosa i prijema podataka, dijeleći ih na manje pakete ili ih kombinujući u veće kako bi se održao integritet informacija.
Sloj sesije odgovoran je za kreiranje, održavanje i održavanje komunikacijske sesije za vrijeme potrebno za završetak prijenosa cjelokupne količine podataka. Osim toga, sinkronizira prijenos paketa provjeravanjem isporuke i integriteta paketa. Tokom procesa prenosa podataka kreiraju se posebne kontrolne tačke. Ako dođe do kvara tokom prijenosa i prijema, paketi koji nedostaju se šalju ponovo, počevši od najbliže kontrolne tačke, što vam omogućava da prenesete cjelokupnu količinu podataka u najkraćem mogućem vremenu, uz općenito dobru brzinu.
Sloj prezentacije podataka (ili, kako se još naziva, izvršni nivo ) je srednjeg, njegov glavni zadatak je da konvertuje podatke iz formata za prenos preko mreže u format razumljiv na višem nivou, i obrnuto. Osim toga, odgovoran je za dovođenje podataka u jedan format: kada se informacije apsolutno prenose između dva različite mreže sa različitim formatima podataka, onda ih je prije obrade potrebno dovesti u formu koja će biti razumljiva i primaocu i pošiljaocu. Na ovom nivou se koriste algoritmi za enkripciju i kompresiju podataka.
Aplikacioni sloj – posljednji i najviši u OSI modelu. Odgovoran je za povezivanje mreže sa korisnicima - aplikacijama koje zahtijevaju informacije od mrežnih servisa na svim nivoima. Uz njegovu pomoć možete saznati sve što se dogodilo tokom procesa prijenosa podataka, kao i informacije o greškama koje su se dogodile tokom procesa prijenosa. Osim toga, ovaj nivo osigurava rad svih eksternih procesa koji se odvijaju putem pristupa mreži - baza podataka, mail clients, menadžeri preuzimanja datoteka itd.
Na internetu sam pronašao sliku na kojoj je predstavljen nepoznati autor OSI mrežni model u obliku hamburgera. Mislim da je ovo slika za pamćenje. Ako iznenada u nekoj situaciji (na primjer, tokom intervjua za posao) trebate navesti svih sedam slojeva OSI modela ispravnim redoslijedom iz memorije - samo zapamtite ova slika, a ovo će vam pomoći. Radi praktičnosti, preveo sam nazive nivoa sa engleskog na ruski: To je sve za danas. U sljedećem članku ću nastaviti temu i pričati o njoj.
