Какой уровень модели osi обеспечивает контроль ошибок кадров

Главная / Интернет-технологии /
Основные протоколы интернет / Тест 1

Какая сетевая  модель предложена  ISO для организации  взаимодействия протоколов открытых систем?

Какие из нижеперечисленных уровней модели OSI обеспечивают взаимодействие  программных систем обмена данными?

Какому уровню модели OSI принадлежит "передача битов через физическую среду" ?

Какой уровень модели OSI обеспечивает контроль ошибок кадров ?

Какой уровень модели OSI обеспечивает адресацию точки сервиса (процесс- процесс)?

Какому уровню модели OSI принадлежит "повторная сборка пакетов данных"?

Какой уровень модели OSI обеспечивает сжатие информации?

На каком уровне используется технология  PDH (Плезиохронная цифровая иерарахия)?

На каком уровне используется технология  PDH (Плезиохронная цифровая иерарахия)?

На каком уровне используется  протокол SMTP (простой почтовый протокол)?

Из скольки бит в настоящее время состоит IP v.4- адрес?

Как преобразуются заголовки если пакет данных перемещается от нижних к верхним уровням?

Что такое в стандартах ISO открытая система?

Какова главная функция физического уровня?

Какому уровню модели OSI принадлежит " электрический и функциональный интерфейс" ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "определение кадра" ?

Какой уровень модели OSI обеспечивает сегментацию и повторную сборку?

Какова главная функция  уровня сеанса?

Какому уровню модели OSI принадлежит "замена кода ASC II двоично-десятичным кодом" ?

На каком уровне используется технология  SDH (Синхронная цифровая иерархия)?

На каком уровне используется  протокол ICMP (протокол управляющих сообщений)?

На каком уровне используется  протокол FTP (протокол передачи файлов)?

Какой адрес использует хост на сети A , когда передает сообщение от одной процесса (функционирующей программы )  к заданному процессу хоста B?

Какое назначение контрольных точек (точки синхронизации) при синхронизации сеансового уровня?

Из скольких уровней состоит модель OSI?

Какой уровень модели OSI обеспечивает физические характеристики интерфейсов и сред передачи ?

Какой уровень модели OSI обеспечивает режим передачи (симплексный, дуплексный, полудуплексный, многоточечное соединение)?

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление доступом к линии связи?

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление подключением (установлением соединения или дейтограммный режим)?

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление диалог между двумя системами?

Какова главная функция прикладного уровня?

На каком уровне используется технология  ATM (Режим ассинхронной передачи)?

На каком уровне используется  протокол ICMP (протокол управляющих сообщений)?

На каком уровне используется  протокол DNS (служба доменных имен)?

Какие из нижеперечисленных свойств являются  преимуществами  IPv.6 перед IPv.4

Функции какого уровня служат связью между уровнями поддержки пользователя и уровнями поддержки сети

Как происходит обмен между уровнями модель OSI?

Какой уровень модели OSI обеспечивает физические представление бит и тип двоичного кодирования?

Какова главная функция канального уровня?

Какова главная функция сетевого  уровня? 

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление потоком "из конца в конец"?

Какой уровень модели OSI обеспечивает сихронизацию передачи файлов?

Какой уровень модели OSI обеспечивает услуги электронной почты?

На каком уровне используется технология  Token Ring (маркерное кольцо)?

На каком уровне используется  протокол IGMP (протокол управления группами)?

На каком уровне используется  протокол HTTP (протокол передачи гипертекста)

Какой протокол версии IPv4 удален при использовании версии IPv.6?

Какой адрес рассматривает маршрутизатор, когда хост на сети A передает сообщение хосту на сети B?

Что определяет интерфейс  между уровнями модели OSI?

Какой уровень модели OSI определяет скорость побитовой передачи?

Какова главная функция канального уровня?

Какой уровень модели OSI обеспечивает логическую адресацию ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "обеспечение доступа к сети конечного пользователя" ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "услуги преобразования кодов"?

Какому уровню модели OSI принадлежит "управление связи с внешним миром"?

На каком уровне используется технология л PPP ("точка-точка")?

На каком уровне используется  протокол RIP (протокол обмена маршрутной информацией)?

На каком уровне используется  протокол HTML (язык разметки гипертекста)?

Сколько бит в адресах IP v.6?

Из скольки бит в настоящее время состоит IP v.4-адрес?

Что что описывают протоколы  модели OSI?

Какой уровень модели OSI обеспечивает синхронизацию битов?

Какой уровень модели OSI обеспечивает синхронизацию кадров ?

Какой уровень модели OSI обеспечивает маршрутизацию ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "пакетная коммутация" ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "управление и завершение сеанса"?

Какому уровню модели OSI принадлежит "посылка сообщения по электронной почте" ?

На каком уровне используется  протокол PPP ("точка-точка")?

На каком уровне используется  протокол OSPF (протокол "открыть кратчайший путь первым")?

На каком уровне используется  протокол WWW (мировая паутина)

Для передачи каких единиц информации по физической среде предназначен физический уровень?

Какой адрес использует хост на сети A , когда передает сообщение от одной процесса (функционирующей программы )  к заданному процессу хоста B?

Как изменяется информация при передаче сообщений между уровнями модели OSI?

Какой уровень модели OSI обеспечивает конфигурацию линий (точка-точка, многоточечное соединение)?

Какой уровень модели OSI обеспечивает физическую адресацию кадров ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "выбор другой  сети" ?

Какому уровню модели OSI принадлежит "достоверная доставка сообщения "процесс - процесс"" ?

Какова главная функция  уровня представления?

Какому уровню модели OSI принадлежит "передача файлов" ?

На каком уровне используется  протокол UDP (дейтаграммный протокол пользователя)?

На каком уровне используется  протокол BPG (протокол пограничной маршрутизации)?

Какому уровню модели OSI принадлежит "обмен сообщениями с прикладной программой" ?

Почему была разработана модель OSI?

Какие из нижеперечисленных свойств являются  преимуществами  IPv.6 перед IPv.4

Какие из нижеперечисленных уровней модели OSI имеют дело с физическими аспектами обмена данными?

Какой уровень модели OSI обеспечивает конфигурацию линий (точка-точка, многоточечное соединение)?

Какой уровень модели OSI обеспечивает управление потоком кадров?

Какова главная функция транспортного уровня?

Какому уровню модели OSI принадлежит "исправление ошибок и повторная передача" ?

Какой уровень модели OSI обеспечивает шифрование информации и дешифрование?

Какому уровню модели OSI принадлежит "обмен сообщениями с прикладной программой" ?

На каком уровне используется  протокол TCP/IP (протокол управления передачей)?

На каком уровне используется  протокол BPG (протокол пограничной маршрутизации)?

На каком уровне используется  физический адрес?

Какой протокол версии IPv4 удален при использовании версии IPv.6?

The Open Systems Interconnection model (OSI model) is a conceptual model that ‘provides a common basis for the coordination of [ISO] standards development for the purpose of systems interconnection’.^[2] In the OSI reference model, the communications between a computing system are split into seven different abstraction layers: Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, and Application.^[3]

The model partitions the flow of data in a communication system into seven abstraction layers to describe networked communication from the physical implementation of transmitting bits across a communications medium to the highest-level representation of data of a distributed application. Each intermediate layer serves a class of functionality to the layer above it and is served by the layer below it. Classes of functionality are realized in all software development through all and any standardized communication protocols.

Each layer in the OSI model has its own well-defined functions, and the functions of each layer communicate and interact with the layers immediately above and below it, unless the layer does not have layers below or above.

The Internet protocol suite has a separate model, the layers of which are mentioned in RFC 1122 and RFC 1123. That model combines the physical and data link layers of the OSI model into a single link layer, and has a single application layer for all protocols above the transport layer, as opposed to the separate application, presentation and session layers of the OSI model.

In comparison, several networking models have sought to create an intellectual framework for clarifying networking concepts and activities,^{[citation needed]} but none have been as successful as the OSI reference model in becoming the standard model for discussing, teaching, and learning for the networking procedures in the field of Information technology. Additionally, the model allows transparent communication through equivalent exchange of protocol data units (PDUs) between two parties, through what is known as peer-to-peer networking (also known as peer-to-peer communication). As a result, the OSI reference model has not only become an important piece among professionals and non-professionals alike, but also in all networking between one or many parties, due in large part to its commonly accepted user-friendly framework.^[4]

History[edit]

The development of the OSI model started in the late 1970s to support the emergence of the diverse computer networking methods that were competing for application in the large national networking efforts in the world (see Protocol Wars). In the 1980s, the model became a working product of the Open Systems Interconnection group at the International Organization for Standardization (ISO). While attempting to provide a comprehensive description of networking, the model failed to garner reliance during the design of the Internet, which is reflected in the less prescriptive Internet Protocol Suite, principally sponsored under the auspices of the Internet Engineering Task Force (IETF).

In the early- and mid-1970s, networking was largely either government-sponsored (NPL network in the UK, ARPANET in the US, CYCLADES in France) or vendor-developed with proprietary standards, such as IBM’s Systems Network Architecture and Digital Equipment Corporation’s DECnet. Public data networks were only just beginning to emerge, and these began to use the X.25 standard in the late 1970s.^[5][6]

The Experimental Packet Switched System in the UK circa 1973–1975 identified the need for defining higher level protocols.^[5] The UK National Computing Centre publication ‘Why Distributed Computing’ which came from considerable research into future configurations for computer systems,^[7] resulted in the UK presenting the case for an international standards committee to cover this area at the ISO meeting in Sydney in March 1977.^[8][9]

Beginning in 1977, the ISO initiated a program to develop general standards and methods of networking. A similar process evolved at the International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT, from French: Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique). Both bodies developed documents that defined similar networking models. The British Department of Trade and Industry acted as the secretariat and universities in the United Kingdom developed prototypes of the standards.^[10]

The OSI model was first defined in raw form in Washington, DC, in February 1978 by Hubert Zimmermann of France and the refined but still draft standard was published by the ISO in 1980.^[11]

The drafters of the reference model had to contend with many competing priorities and interests. The rate of technological change made it necessary to define standards that new systems could converge to rather than standardizing procedures after the fact; the reverse of the traditional approach to developing standards.^[12] Although not a standard itself, it was a framework in which future standards could be defined.^[13]

In 1983, the CCITT and ISO documents were merged to form The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection, usually referred to as the Open Systems Interconnection Reference Model, OSI Reference Model, or simply OSI model. It was published in 1984 by both the ISO, as standard ISO 7498, and the renamed CCITT (now called the Telecommunications Standardization Sector of the International Telecommunication Union or ITU-T) as standard X.200.

OSI had two major components, an abstract model of networking, called the Basic Reference Model or seven-layer model, and a set of specific protocols. The OSI reference model was a major advance in the standardisation of network concepts. It promoted the idea of a consistent model of protocol layers, defining interoperability between network devices and software.

The concept of a seven-layer model was provided by the work of Charles Bachman at Honeywell Information Systems.^[14] Various aspects of OSI design evolved from experiences with the NPL network, ARPANET, CYCLADES, EIN, and the International Networking Working Group (IFIP WG6.1). In this model, a networking system was divided into layers. Within each layer, one or more entities implement its functionality. Each entity interacted directly only with the layer immediately beneath it and provided facilities for use by the layer above it.

The OSI standards documents are available from the ITU-T as the X.200-series of recommendations.^[15] Some of the protocol specifications were also available as part of the ITU-T X series. The equivalent ISO/IEC standards for the OSI model were available from ISO. Not all are free of charge.^[16]

OSI was an industry effort, attempting to get industry participants to agree on common network standards to provide multi-vendor interoperability.^[17] It was common for large networks to support multiple network protocol suites, with many devices unable to interoperate with other devices because of a lack of common protocols. For a period in the late 1980s and early 1990s, engineers, organizations and nations became polarized over the issue of which standard, the OSI model or the Internet protocol suite, would result in the best and most robust computer networks.^[9][18][19] However, while OSI developed its networking standards in the late 1980s,^[20][21] TCP/IP came into widespread use on multi-vendor networks for internetworking.

The OSI model is still used as a reference for teaching and documentation;^[22] however, the OSI protocols originally conceived for the model did not gain popularity. Some engineers argue the OSI reference model is still relevant to cloud computing.^[23] Others say the original OSI model doesn’t fit today’s networking protocols and have suggested instead a simplified approach.^[24][25]

Definitions[edit]

Communication protocols enable an entity in one host to interact with a corresponding entity at the same layer in another host. Service definitions, like the OSI Model, abstractly describe the functionality provided to an (N)-layer by an (N-1) layer, where N is one of the seven layers of protocols operating in the local host.

At each level N, two entities at the communicating devices (layer N peers) exchange protocol data units (PDUs) by means of a layer N protocol. Each PDU contains a payload, called the service data unit (SDU), along with protocol-related headers or footers.

Data processing by two communicating OSI-compatible devices proceeds as follows:

1. The data to be transmitted is composed at the topmost layer of the transmitting device (layer N) into a protocol data unit (PDU).
2. The PDU is passed to layer N-1, where it is known as the service data unit (SDU).
3. At layer N-1 the SDU is concatenated with a header, a footer, or both, producing a layer N-1 PDU. It is then passed to layer N-2.
4. The process continues until reaching the lowermost level, from which the data is transmitted to the receiving device.
5. At the receiving device the data is passed from the lowest to the highest layer as a series of SDUs while being successively stripped from each layer’s header or footer until reaching the topmost layer, where the last of the data is consumed.

Standards documents[edit]

The OSI model was defined in ISO/IEC 7498 which consists of the following parts:

• ISO/IEC 7498-1 The Basic Model
• ISO/IEC 7498-2 Security Architecture
• ISO/IEC 7498-3 Naming and addressing
• ISO/IEC 7498-4 Management framework

ISO/IEC 7498-1 is also published as ITU-T Recommendation X.200.

Layer architecture[edit]

The recommendation X.200 describes seven layers, labelled 1 to 7. Layer 1 is the lowest layer in this model.

Layer 1: Physical layer[edit]

The Physical Layer is responsible for the transmission and reception of unstructured raw data between a device, such as a network interface controller, Ethernet hub, or network switch, and a physical transmission medium. It converts the digital bits into electrical, radio, or optical signals. Layer specifications define characteristics such as voltage levels, the timing of voltage changes, physical data rates, maximum transmission distances, modulation scheme, channel access method and physical connectors. This includes the layout of pins, voltages, line impedance, cable specifications, signal timing and frequency for wireless devices. Bit rate control is done at the physical layer and may define transmission mode as simplex, half duplex, and full duplex. The components of a physical layer can be described in terms of a network topology. Physical layer specifications are included in the specifications for the ubiquitous Bluetooth, Ethernet, and USB standards. An example of a less well-known physical layer specification would be for the CAN standard.

The Physical Layer also specifies how encoding occurs over a physical signal, such as electrical voltage or a light pulse. For example, a 1 bit might be represented on a copper wire by the transition from a 0-volt to a 5-volt signal, whereas a 0 bit might be represented by the transition from a 5-volt signal to 0-volt signal. As a result, common problems occurring at the Physical Layer are often related to the incorrect media termination, EMI or noise scrambling, and NICs and hubs that are misconfigured or do not work correctly.

Layer 2: Data link layer[edit]

The data link layer provides node-to-node data transfer—a link between two directly connected nodes. It detects and possibly corrects errors that may occur in the physical layer.
It defines the protocol to establish and terminate a connection between two physically connected devices. It also defines the protocol for flow control between them.

IEEE 802 divides the data link layer into two sublayers:^[27]

• Medium access control (MAC) layer – responsible for controlling how devices in a network gain access to a medium and permission to transmit data.
• Logical link control (LLC) layer – responsible for identifying and encapsulating network layer protocols, and controls error checking and frame synchronization.

The MAC and LLC layers of IEEE 802 networks such as 802.3 Ethernet, 802.11 Wi-Fi, and 802.15.4 Zigbee operate at the data link layer.

The Point-to-Point Protocol (PPP) is a data link layer protocol that can operate over several different physical layers, such as synchronous and asynchronous serial lines.

The ITU-T G.hn standard, which provides high-speed local area networking over existing wires (power lines, phone lines and coaxial cables), includes a complete data link layer that provides both error correction and flow control by means of a selective-repeat sliding-window protocol.

Security, specifically (authenticated) encryption, at this layer can be applied with MACSec.

Layer 3: Network layer[edit]

The network layer provides the functional and procedural means of transferring packets from one node to another connected in «different networks». A network is a medium to which many nodes can be connected, on which every node has an address and which permits nodes connected to it to transfer messages to other nodes connected to it by merely providing the content of a message and the address of the destination node and letting the network find the way to deliver the message to the destination node, possibly routing it through intermediate nodes. If the message is too large to be transmitted from one node to another on the data link layer between those nodes, the network may implement message delivery by splitting the message into several fragments at one node, sending the fragments independently, and reassembling the fragments at another node. It may, but does not need to, report delivery errors.

Message delivery at the network layer is not necessarily guaranteed to be reliable; a network layer protocol may provide reliable message delivery, but it need not do so.

A number of layer-management protocols, a function defined in the management annex, ISO 7498/4, belong to the network layer. These include routing protocols, multicast group management, network-layer information and error, and network-layer address assignment. It is the function of the payload that makes these belong to the network layer, not the protocol that carries them.^[28]

Layer 4: Transport layer[edit]

The transport layer provides the functional and procedural means of transferring variable-length data sequences from a source host to a destination host from one application to another across a network, while maintaining the quality-of-service functions. Transport protocols may be connection-oriented or connectionless.

This may require breaking large protocol data units or long data streams into smaller chunks called «segments», since the network layer imposes a maximum packet size called the maximum transmission unit (MTU), which depends on the maximum packet size imposed by all data link layers on the network path between the two hosts. The amount of data in a data segment must be small enough to allow for a network-layer header and a transport-layer header. For example, for data being transferred across Ethernet, the MTU is 1500 bytes, the minimum size of a TCP header is 20 bytes, and the minimum size of an IPv4 header is 20 bytes, so the maximum segment size is 1500-(20+20) bytes, or 1460 bytes. The process of dividing data into segments is called segmentation; it is an optional function of the transport layer. Some connection-oriented transport protocols, such as TCP and the OSI connection-oriented transport protocol (COTP), perform segmentation and reassembly of segments on the receiving side; connectionless transport protocols, such as UDP and the OSI connectionless transport protocol (CLTP), usually do not.

The transport layer also controls the reliability of a given link between a source and destination host through flow control, error control, and acknowledgments of sequence and existence. Some protocols are state- and connection-oriented. This means that the transport layer can keep track of the segments and retransmit those that fail delivery through the acknowledgment hand-shake system. The transport layer will also provide the acknowledgement of the successful data transmission and sends the next data if no errors occurred.

Reliability, however, is not a strict requirement within the transport layer. Protocols like UDP, for example, are used in applications that are willing to accept some packet loss, reordering, errors or duplication. Streaming media, real-time multiplayer games and voice over IP (VoIP) are examples of applications in which loss of packets is not usually a fatal problem.

The OSI connection-oriented transport protocol defines five classes of connection-mode transport protocols ranging from class 0 (which is also known as TP0 and provides the fewest features) to class 4 (TP4, designed for less reliable networks, similar to the Internet). Class 0 contains no error recovery and was designed for use on network layers that provide error-free connections. Class 4 is closest to TCP, although TCP contains functions, such as the graceful close, which OSI assigns to the session layer. Also, all OSI TP connection-mode protocol classes provide expedited data and preservation of record boundaries. Detailed characteristics of TP0-4 classes are shown in the following table:^[29]

An easy way to visualize the transport layer is to compare it with a post office, which deals with the dispatch and classification of mail and parcels sent. A post office inspects only the outer envelope of mail to determine its delivery. Higher layers may have the equivalent of double envelopes, such as cryptographic presentation services that can be read by the addressee only. Roughly speaking, tunnelling protocols operate at the transport layer, such as carrying non-IP protocols such as IBM’s SNA or Novell’s IPX over an IP network, or end-to-end encryption with IPsec. While Generic Routing Encapsulation (GRE) might seem to be a network-layer protocol, if the encapsulation of the payload takes place only at the endpoint, GRE becomes closer to a transport protocol that uses IP headers but contains complete Layer 2 frames or Layer 3 packets to deliver to the endpoint. L2TP carries PPP frames inside transport segments.

Although not developed under the OSI Reference Model and not strictly conforming to the OSI definition of the transport layer, the Transmission Control Protocol (TCP) and the User Datagram Protocol (UDP) of the Internet Protocol Suite are commonly categorized as layer-4 protocols within OSI.

Transport Layer Security (TLS) does not strictly fit inside the model either. It contains characteristics of the transport and presentation layers.^[30][31]

Layer 5: Session layer[edit]

The Session Layer creates the setup, controls the connections, and ends the teardown, between two or more computers, which is called a «session». Since DNS and other Name Resolution Protocols operate in this part of the layer, common functions of the Session Layer include user logon (establishment), name lookup (management), and user logoff (termination) functions. Including this matter, authentication protocols are also built into most client software, such as FTP Client and NFS Client for Microsoft Networks. Therefore, the Session layer establishes, manages and terminates the connections between the local and remote application. The Session Layer also provides for full-duplex, half-duplex, or simplex operation, and establishes procedures for checkpointing, suspending, restarting, and terminating a session between two related streams of data, such as an audio and a video stream in a web-conferencing application. Therefore, the session layer is commonly implemented explicitly in application environments that use remote procedure calls.

Layer 6: Presentation layer[edit]

The Presentation Layer establishes data formatting and data translation into a format specified by the application layer during the encapsulation of outgoing messages while being passed down the protocol stack, and possibly reversed during the deencapsulation of incoming messages when being passed up the protocol stack. For this very reason, outgoing messages during encapsulation are converted into a format specified by the application layer, while the conversation for incoming messages during deencapsulation are reversed.

The Presentation Layer handles protocol conversion, data encryption, data decryption, data compression, data decompression, incompatibility of data representation between OSs, and graphic commands. The presentation layer transforms data into the form that the application layer accepts, to be sent across a network. Since the presentation layer converts data and graphics into a display format for the Application Layer, the Presentation Layer is sometimes called the syntax layer.^[32] For this reason, the Presentation Layer negotiates the transfer of syntax structure through the Basic Encoding Rules of Abstract Syntax Notation One (ASN.1), with capabilities such as converting an EBCDIC-coded text file to an ASCII-coded file, or serialization of objects and other data structures from and to XML.^[4]

Layer 7: Application layer[edit]

The application layer is the layer of the OSI model that is closest to the end user, which means both the OSI Application Layer and the user interact directly with software application that implements a component of communication between the client and server, such as File Explorer and Microsoft Word. Such application programs fall outside the scope of the OSI model unless they are directly integrated into the Application layer through the functions of communication, as is the case with applications such as Web Browsers and Email Programs. Other examples of software are Microsoft Network Software for File and Printer Sharing and Unix/Linux Network File System Client for access to shared file resources.

Application-layer functions typically include file sharing, message handling, and database access, through the most common protocols at the application layer, known as HTTP, FTP, SMB/CIFS, TFTP, and SMTP. When identifying communication partners, the application layer determines the identity and availability of communication partners for an application with data to transmit. The most important distinction in the application layer is the distinction between the application-entity and the application. For example, a reservation website might have two application-entities: one using HTTP to communicate with its users, and one for a remote database protocol to record reservations. Neither of these protocols have anything to do with reservations. That logic is in the application itself. The application layer has no means to determine the availability of resources in the network.^[4]

Cross-layer functions[edit]

Cross-layer functions are services that are not tied to a given layer, but may affect more than one layer.^[33] Some orthogonal aspects, such as management and security, involve all of the layers (See ITU-T X.800 Recommendation^[34]). These services are aimed at improving the CIA triad—confidentiality, integrity, and availability—of the transmitted data.
Cross-layer functions are the norm, in practice, because the availability of a communication service is determined by the interaction between network design and network management protocols.

Specific examples of cross-layer functions include the following:

• Security service (telecommunication)^[34] as defined by ITU-T X.800 recommendation.
• Management functions, i.e. functions that permit to configure, instantiate, monitor, terminate the communications of two or more entities: there is a specific application-layer protocol, Common Management Information Protocol (CMIP) and its corresponding service, Common Management Information Service (CMIS), they need to interact with every layer in order to deal with their instances.
• Multiprotocol Label Switching (MPLS), ATM, and X.25 are 3a protocols. OSI subdivides the Network Layer into three sublayers: 3a) Subnetwork Access, 3b) Subnetwork Dependent Convergence and 3c) Subnetwork Independent Convergence.^[35] It was designed to provide a unified data-carrying service for both circuit-based clients and packet-switching clients which provide a datagram-based service model. It can be used to carry many different kinds of traffic, including IP packets, as well as native ATM, SONET, and Ethernet frames. Sometimes one sees reference to a Layer 2.5.
• Cross MAC and PHY Scheduling is essential in wireless networks because of the time-varying nature of wireless channels. By scheduling packet transmission only in favourable channel conditions, which requires the MAC layer to obtain channel state information from the PHY layer, network throughput can be significantly improved and energy waste can be avoided.^[36]

Programming interfaces[edit]

Neither the OSI Reference Model, nor any OSI protocol specifications, outline any programming interfaces, other than deliberately abstract service descriptions. Protocol specifications define a methodology for communication between peers, but the software interfaces are implementation-specific.

For example, the Network Driver Interface Specification (NDIS) and Open Data-Link Interface (ODI) are interfaces between the media (layer 2) and the network protocol (layer 3).

Comparison to other networking suites[edit]

The table below presents a list of OSI layers, the original OSI protocols, and some approximate modern matches. It is very important to note that this correspondence is rough: the OSI model contains idiosyncrasies not found in later systems such as the IP stack in modern Internet.^[25]

Comparison with TCP/IP model[edit]

The design of protocols in the TCP/IP model of the Internet does not concern itself with strict hierarchical encapsulation and layering. RFC 3439 contains a section entitled «Layering considered harmful».^[42] TCP/IP does recognize four broad layers of functionality which are derived from the operating scope of their contained protocols: the scope of the software application; the host-to-host transport path; the internetworking range; and the scope of the direct links to other nodes on the local network.^[43]

Despite using a different concept for layering than the OSI model, these layers are often compared with the OSI layering scheme in the following manner:

• The Internet application layer maps to the OSI application layer, presentation layer, and most of the session layer.
• The TCP/IP transport layer maps to the graceful close function of the OSI session layer as well as the OSI transport layer.
• The internet layer performs functions as those in a subset of the OSI network layer.
• The link layer corresponds to the OSI data link layer and may include similar functions as the physical layer, as well as some protocols of the OSI’s network layer.

These comparisons are based on the original seven-layer protocol model as defined in ISO 7498, rather than refinements in the internal organization of the network layer.

The OSI protocol suite that was specified as part of the OSI project was considered by many as too complicated and inefficient, and to a large extent unimplementable.^[44] Taking the «forklift upgrade» approach to networking, it specified eliminating all existing networking protocols and replacing them at all layers of the stack. This made implementation difficult and was resisted by many vendors and users with significant investments in other network technologies. In addition, the protocols included so many optional features that many vendors’ implementations were not interoperable.^[44]

Although the OSI model is often still referenced, the Internet protocol suite has become the standard for networking. TCP/IP’s pragmatic approach to computer networking and to independent implementations of simplified protocols made it a practical methodology.^[44] Some protocols and specifications in the OSI stack remain in use, one example being IS-IS, which was specified for OSI as ISO/IEC 10589:2002 and adapted for Internet use with TCP/IP as RFC 1142.

See also[edit]

• Government Open Systems Interconnection Profile
• Hierarchical internetworking model
• History of the Internet
• Layer 8
• List of information technology initialisms
• Management plane
• Recursive Internetwork Architecture
• Service layer
• Session multiplexing

Further reading[edit]

• John Day, «Patterns in Network Architecture: A Return to Fundamentals» (Prentice Hall 2007, ISBN 978-0-13-225242-3)
• Marshall Rose, «The Open Book» (Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1990)
• David M. Piscitello, A. Lyman Chapin, Open Systems Networking (Addison-Wesley, Reading, 1993)
• Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, (Prentice-Hall, 2002) ISBN 0-13-066102-3
• Gary Dickson; Alan Lloyd (July 1992). Open Systems Interconnection/Computer Communications Standards and Gossip Explained. Prentice-Hall. ISBN 978-0136401117.
• Russell, Andrew L. (2014). Open Standards and the Digital Age: History, Ideology, and Networks. Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-91661-5.

References[edit]

External links[edit]

• Microsoft Knowledge Base: The OSI Model’s Seven Layers Defined and Functions Explained
• ISO/IEC standard 7498-1:1994 (PDF document inside ZIP archive) (requires HTTP cookies in order to accept licence agreement)
• ITU-T X.200 (the same contents as from ISO)
• «INFormation CHanGe Architectures and Flow Charts powered by Google App Engine». infchg.appspot.com. The ISO OSI Reference Model, Beluga graph of data units and groups of layers. Archived from the original on 26 May 2012.{{cite web}}: CS1 maint: others (link)
• Zimmermann, Hubert (April 1980). «OSI Reference Model — The ISO Model of Architecture for Open Systems Interconnection». IEEE Transactions on Communications. 28 (4): 425–432. CiteSeerX 10.1.1.136.9497. doi:10.1109/TCOM.1980.1094702. S2CID 16013989.
• Cisco Systems Internetworking Technology Handbook
• What is the OSI Model – 7 Layers of OSI Model Explained
• Guide to Networking Essentials, 7th Edition — Cengage

The Open Systems Interconnection model (OSI model) is a conceptual model that ‘provides a common basis for the coordination of [ISO] standards development for the purpose of systems interconnection’.^[2] In the OSI reference model, the communications between a computing system are split into seven different abstraction layers: Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, and Application.^[3]

The model partitions the flow of data in a communication system into seven abstraction layers to describe networked communication from the physical implementation of transmitting bits across a communications medium to the highest-level representation of data of a distributed application. Each intermediate layer serves a class of functionality to the layer above it and is served by the layer below it. Classes of functionality are realized in all software development through all and any standardized communication protocols.

Each layer in the OSI model has its own well-defined functions, and the functions of each layer communicate and interact with the layers immediately above and below it, unless the layer does not have layers below or above.

The Internet protocol suite has a separate model, the layers of which are mentioned in RFC 1122 and RFC 1123. That model combines the physical and data link layers of the OSI model into a single link layer, and has a single application layer for all protocols above the transport layer, as opposed to the separate application, presentation and session layers of the OSI model.

In comparison, several networking models have sought to create an intellectual framework for clarifying networking concepts and activities,^{[citation needed]} but none have been as successful as the OSI reference model in becoming the standard model for discussing, teaching, and learning for the networking procedures in the field of Information technology. Additionally, the model allows transparent communication through equivalent exchange of protocol data units (PDUs) between two parties, through what is known as peer-to-peer networking (also known as peer-to-peer communication). As a result, the OSI reference model has not only become an important piece among professionals and non-professionals alike, but also in all networking between one or many parties, due in large part to its commonly accepted user-friendly framework.^[4]

History[edit]

The development of the OSI model started in the late 1970s to support the emergence of the diverse computer networking methods that were competing for application in the large national networking efforts in the world (see Protocol Wars). In the 1980s, the model became a working product of the Open Systems Interconnection group at the International Organization for Standardization (ISO). While attempting to provide a comprehensive description of networking, the model failed to garner reliance during the design of the Internet, which is reflected in the less prescriptive Internet Protocol Suite, principally sponsored under the auspices of the Internet Engineering Task Force (IETF).

In the early- and mid-1970s, networking was largely either government-sponsored (NPL network in the UK, ARPANET in the US, CYCLADES in France) or vendor-developed with proprietary standards, such as IBM’s Systems Network Architecture and Digital Equipment Corporation’s DECnet. Public data networks were only just beginning to emerge, and these began to use the X.25 standard in the late 1970s.^[5][6]

The Experimental Packet Switched System in the UK circa 1973–1975 identified the need for defining higher level protocols.^[5] The UK National Computing Centre publication ‘Why Distributed Computing’ which came from considerable research into future configurations for computer systems,^[7] resulted in the UK presenting the case for an international standards committee to cover this area at the ISO meeting in Sydney in March 1977.^[8][9]

Beginning in 1977, the ISO initiated a program to develop general standards and methods of networking. A similar process evolved at the International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT, from French: Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique). Both bodies developed documents that defined similar networking models. The British Department of Trade and Industry acted as the secretariat and universities in the United Kingdom developed prototypes of the standards.^[10]

The OSI model was first defined in raw form in Washington, DC, in February 1978 by Hubert Zimmermann of France and the refined but still draft standard was published by the ISO in 1980.^[11]

The drafters of the reference model had to contend with many competing priorities and interests. The rate of technological change made it necessary to define standards that new systems could converge to rather than standardizing procedures after the fact; the reverse of the traditional approach to developing standards.^[12] Although not a standard itself, it was a framework in which future standards could be defined.^[13]

In 1983, the CCITT and ISO documents were merged to form The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection, usually referred to as the Open Systems Interconnection Reference Model, OSI Reference Model, or simply OSI model. It was published in 1984 by both the ISO, as standard ISO 7498, and the renamed CCITT (now called the Telecommunications Standardization Sector of the International Telecommunication Union or ITU-T) as standard X.200.

OSI had two major components, an abstract model of networking, called the Basic Reference Model or seven-layer model, and a set of specific protocols. The OSI reference model was a major advance in the standardisation of network concepts. It promoted the idea of a consistent model of protocol layers, defining interoperability between network devices and software.

The concept of a seven-layer model was provided by the work of Charles Bachman at Honeywell Information Systems.^[14] Various aspects of OSI design evolved from experiences with the NPL network, ARPANET, CYCLADES, EIN, and the International Networking Working Group (IFIP WG6.1). In this model, a networking system was divided into layers. Within each layer, one or more entities implement its functionality. Each entity interacted directly only with the layer immediately beneath it and provided facilities for use by the layer above it.

The OSI standards documents are available from the ITU-T as the X.200-series of recommendations.^[15] Some of the protocol specifications were also available as part of the ITU-T X series. The equivalent ISO/IEC standards for the OSI model were available from ISO. Not all are free of charge.^[16]

OSI was an industry effort, attempting to get industry participants to agree on common network standards to provide multi-vendor interoperability.^[17] It was common for large networks to support multiple network protocol suites, with many devices unable to interoperate with other devices because of a lack of common protocols. For a period in the late 1980s and early 1990s, engineers, organizations and nations became polarized over the issue of which standard, the OSI model or the Internet protocol suite, would result in the best and most robust computer networks.^[9][18][19] However, while OSI developed its networking standards in the late 1980s,^[20][21] TCP/IP came into widespread use on multi-vendor networks for internetworking.

The OSI model is still used as a reference for teaching and documentation;^[22] however, the OSI protocols originally conceived for the model did not gain popularity. Some engineers argue the OSI reference model is still relevant to cloud computing.^[23] Others say the original OSI model doesn’t fit today’s networking protocols and have suggested instead a simplified approach.^[24][25]

Definitions[edit]

Communication protocols enable an entity in one host to interact with a corresponding entity at the same layer in another host. Service definitions, like the OSI Model, abstractly describe the functionality provided to an (N)-layer by an (N-1) layer, where N is one of the seven layers of protocols operating in the local host.

At each level N, two entities at the communicating devices (layer N peers) exchange protocol data units (PDUs) by means of a layer N protocol. Each PDU contains a payload, called the service data unit (SDU), along with protocol-related headers or footers.

Data processing by two communicating OSI-compatible devices proceeds as follows:

1. The data to be transmitted is composed at the topmost layer of the transmitting device (layer N) into a protocol data unit (PDU).
2. The PDU is passed to layer N-1, where it is known as the service data unit (SDU).
3. At layer N-1 the SDU is concatenated with a header, a footer, or both, producing a layer N-1 PDU. It is then passed to layer N-2.
4. The process continues until reaching the lowermost level, from which the data is transmitted to the receiving device.
5. At the receiving device the data is passed from the lowest to the highest layer as a series of SDUs while being successively stripped from each layer’s header or footer until reaching the topmost layer, where the last of the data is consumed.

Standards documents[edit]

The OSI model was defined in ISO/IEC 7498 which consists of the following parts:

• ISO/IEC 7498-1 The Basic Model
• ISO/IEC 7498-2 Security Architecture
• ISO/IEC 7498-3 Naming and addressing
• ISO/IEC 7498-4 Management framework

ISO/IEC 7498-1 is also published as ITU-T Recommendation X.200.

Layer architecture[edit]

The recommendation X.200 describes seven layers, labelled 1 to 7. Layer 1 is the lowest layer in this model.

Layer 1: Physical layer[edit]

The Physical Layer is responsible for the transmission and reception of unstructured raw data between a device, such as a network interface controller, Ethernet hub, or network switch, and a physical transmission medium. It converts the digital bits into electrical, radio, or optical signals. Layer specifications define characteristics such as voltage levels, the timing of voltage changes, physical data rates, maximum transmission distances, modulation scheme, channel access method and physical connectors. This includes the layout of pins, voltages, line impedance, cable specifications, signal timing and frequency for wireless devices. Bit rate control is done at the physical layer and may define transmission mode as simplex, half duplex, and full duplex. The components of a physical layer can be described in terms of a network topology. Physical layer specifications are included in the specifications for the ubiquitous Bluetooth, Ethernet, and USB standards. An example of a less well-known physical layer specification would be for the CAN standard.

The Physical Layer also specifies how encoding occurs over a physical signal, such as electrical voltage or a light pulse. For example, a 1 bit might be represented on a copper wire by the transition from a 0-volt to a 5-volt signal, whereas a 0 bit might be represented by the transition from a 5-volt signal to 0-volt signal. As a result, common problems occurring at the Physical Layer are often related to the incorrect media termination, EMI or noise scrambling, and NICs and hubs that are misconfigured or do not work correctly.

Layer 2: Data link layer[edit]

The data link layer provides node-to-node data transfer—a link between two directly connected nodes. It detects and possibly corrects errors that may occur in the physical layer.
It defines the protocol to establish and terminate a connection between two physically connected devices. It also defines the protocol for flow control between them.

IEEE 802 divides the data link layer into two sublayers:^[27]

• Medium access control (MAC) layer – responsible for controlling how devices in a network gain access to a medium and permission to transmit data.
• Logical link control (LLC) layer – responsible for identifying and encapsulating network layer protocols, and controls error checking and frame synchronization.

The MAC and LLC layers of IEEE 802 networks such as 802.3 Ethernet, 802.11 Wi-Fi, and 802.15.4 Zigbee operate at the data link layer.

The Point-to-Point Protocol (PPP) is a data link layer protocol that can operate over several different physical layers, such as synchronous and asynchronous serial lines.

The ITU-T G.hn standard, which provides high-speed local area networking over existing wires (power lines, phone lines and coaxial cables), includes a complete data link layer that provides both error correction and flow control by means of a selective-repeat sliding-window protocol.

Security, specifically (authenticated) encryption, at this layer can be applied with MACSec.

Layer 3: Network layer[edit]

The network layer provides the functional and procedural means of transferring packets from one node to another connected in «different networks». A network is a medium to which many nodes can be connected, on which every node has an address and which permits nodes connected to it to transfer messages to other nodes connected to it by merely providing the content of a message and the address of the destination node and letting the network find the way to deliver the message to the destination node, possibly routing it through intermediate nodes. If the message is too large to be transmitted from one node to another on the data link layer between those nodes, the network may implement message delivery by splitting the message into several fragments at one node, sending the fragments independently, and reassembling the fragments at another node. It may, but does not need to, report delivery errors.

Message delivery at the network layer is not necessarily guaranteed to be reliable; a network layer protocol may provide reliable message delivery, but it need not do so.

A number of layer-management protocols, a function defined in the management annex, ISO 7498/4, belong to the network layer. These include routing protocols, multicast group management, network-layer information and error, and network-layer address assignment. It is the function of the payload that makes these belong to the network layer, not the protocol that carries them.^[28]

Layer 4: Transport layer[edit]

The transport layer provides the functional and procedural means of transferring variable-length data sequences from a source host to a destination host from one application to another across a network, while maintaining the quality-of-service functions. Transport protocols may be connection-oriented or connectionless.

This may require breaking large protocol data units or long data streams into smaller chunks called «segments», since the network layer imposes a maximum packet size called the maximum transmission unit (MTU), which depends on the maximum packet size imposed by all data link layers on the network path between the two hosts. The amount of data in a data segment must be small enough to allow for a network-layer header and a transport-layer header. For example, for data being transferred across Ethernet, the MTU is 1500 bytes, the minimum size of a TCP header is 20 bytes, and the minimum size of an IPv4 header is 20 bytes, so the maximum segment size is 1500-(20+20) bytes, or 1460 bytes. The process of dividing data into segments is called segmentation; it is an optional function of the transport layer. Some connection-oriented transport protocols, such as TCP and the OSI connection-oriented transport protocol (COTP), perform segmentation and reassembly of segments on the receiving side; connectionless transport protocols, such as UDP and the OSI connectionless transport protocol (CLTP), usually do not.

The transport layer also controls the reliability of a given link between a source and destination host through flow control, error control, and acknowledgments of sequence and existence. Some protocols are state- and connection-oriented. This means that the transport layer can keep track of the segments and retransmit those that fail delivery through the acknowledgment hand-shake system. The transport layer will also provide the acknowledgement of the successful data transmission and sends the next data if no errors occurred.

Reliability, however, is not a strict requirement within the transport layer. Protocols like UDP, for example, are used in applications that are willing to accept some packet loss, reordering, errors or duplication. Streaming media, real-time multiplayer games and voice over IP (VoIP) are examples of applications in which loss of packets is not usually a fatal problem.

The OSI connection-oriented transport protocol defines five classes of connection-mode transport protocols ranging from class 0 (which is also known as TP0 and provides the fewest features) to class 4 (TP4, designed for less reliable networks, similar to the Internet). Class 0 contains no error recovery and was designed for use on network layers that provide error-free connections. Class 4 is closest to TCP, although TCP contains functions, such as the graceful close, which OSI assigns to the session layer. Also, all OSI TP connection-mode protocol classes provide expedited data and preservation of record boundaries. Detailed characteristics of TP0-4 classes are shown in the following table:^[29]

An easy way to visualize the transport layer is to compare it with a post office, which deals with the dispatch and classification of mail and parcels sent. A post office inspects only the outer envelope of mail to determine its delivery. Higher layers may have the equivalent of double envelopes, such as cryptographic presentation services that can be read by the addressee only. Roughly speaking, tunnelling protocols operate at the transport layer, such as carrying non-IP protocols such as IBM’s SNA or Novell’s IPX over an IP network, or end-to-end encryption with IPsec. While Generic Routing Encapsulation (GRE) might seem to be a network-layer protocol, if the encapsulation of the payload takes place only at the endpoint, GRE becomes closer to a transport protocol that uses IP headers but contains complete Layer 2 frames or Layer 3 packets to deliver to the endpoint. L2TP carries PPP frames inside transport segments.

Although not developed under the OSI Reference Model and not strictly conforming to the OSI definition of the transport layer, the Transmission Control Protocol (TCP) and the User Datagram Protocol (UDP) of the Internet Protocol Suite are commonly categorized as layer-4 protocols within OSI.

Transport Layer Security (TLS) does not strictly fit inside the model either. It contains characteristics of the transport and presentation layers.^[30][31]

Layer 5: Session layer[edit]

The Session Layer creates the setup, controls the connections, and ends the teardown, between two or more computers, which is called a «session». Since DNS and other Name Resolution Protocols operate in this part of the layer, common functions of the Session Layer include user logon (establishment), name lookup (management), and user logoff (termination) functions. Including this matter, authentication protocols are also built into most client software, such as FTP Client and NFS Client for Microsoft Networks. Therefore, the Session layer establishes, manages and terminates the connections between the local and remote application. The Session Layer also provides for full-duplex, half-duplex, or simplex operation, and establishes procedures for checkpointing, suspending, restarting, and terminating a session between two related streams of data, such as an audio and a video stream in a web-conferencing application. Therefore, the session layer is commonly implemented explicitly in application environments that use remote procedure calls.

Layer 6: Presentation layer[edit]

The Presentation Layer establishes data formatting and data translation into a format specified by the application layer during the encapsulation of outgoing messages while being passed down the protocol stack, and possibly reversed during the deencapsulation of incoming messages when being passed up the protocol stack. For this very reason, outgoing messages during encapsulation are converted into a format specified by the application layer, while the conversation for incoming messages during deencapsulation are reversed.

The Presentation Layer handles protocol conversion, data encryption, data decryption, data compression, data decompression, incompatibility of data representation between OSs, and graphic commands. The presentation layer transforms data into the form that the application layer accepts, to be sent across a network. Since the presentation layer converts data and graphics into a display format for the Application Layer, the Presentation Layer is sometimes called the syntax layer.^[32] For this reason, the Presentation Layer negotiates the transfer of syntax structure through the Basic Encoding Rules of Abstract Syntax Notation One (ASN.1), with capabilities such as converting an EBCDIC-coded text file to an ASCII-coded file, or serialization of objects and other data structures from and to XML.^[4]

Layer 7: Application layer[edit]

The application layer is the layer of the OSI model that is closest to the end user, which means both the OSI Application Layer and the user interact directly with software application that implements a component of communication between the client and server, such as File Explorer and Microsoft Word. Such application programs fall outside the scope of the OSI model unless they are directly integrated into the Application layer through the functions of communication, as is the case with applications such as Web Browsers and Email Programs. Other examples of software are Microsoft Network Software for File and Printer Sharing and Unix/Linux Network File System Client for access to shared file resources.

Application-layer functions typically include file sharing, message handling, and database access, through the most common protocols at the application layer, known as HTTP, FTP, SMB/CIFS, TFTP, and SMTP. When identifying communication partners, the application layer determines the identity and availability of communication partners for an application with data to transmit. The most important distinction in the application layer is the distinction between the application-entity and the application. For example, a reservation website might have two application-entities: one using HTTP to communicate with its users, and one for a remote database protocol to record reservations. Neither of these protocols have anything to do with reservations. That logic is in the application itself. The application layer has no means to determine the availability of resources in the network.^[4]

Cross-layer functions[edit]

Cross-layer functions are services that are not tied to a given layer, but may affect more than one layer.^[33] Some orthogonal aspects, such as management and security, involve all of the layers (See ITU-T X.800 Recommendation^[34]). These services are aimed at improving the CIA triad—confidentiality, integrity, and availability—of the transmitted data.
Cross-layer functions are the norm, in practice, because the availability of a communication service is determined by the interaction between network design and network management protocols.

Specific examples of cross-layer functions include the following:

• Security service (telecommunication)^[34] as defined by ITU-T X.800 recommendation.
• Management functions, i.e. functions that permit to configure, instantiate, monitor, terminate the communications of two or more entities: there is a specific application-layer protocol, Common Management Information Protocol (CMIP) and its corresponding service, Common Management Information Service (CMIS), they need to interact with every layer in order to deal with their instances.
• Multiprotocol Label Switching (MPLS), ATM, and X.25 are 3a protocols. OSI subdivides the Network Layer into three sublayers: 3a) Subnetwork Access, 3b) Subnetwork Dependent Convergence and 3c) Subnetwork Independent Convergence.^[35] It was designed to provide a unified data-carrying service for both circuit-based clients and packet-switching clients which provide a datagram-based service model. It can be used to carry many different kinds of traffic, including IP packets, as well as native ATM, SONET, and Ethernet frames. Sometimes one sees reference to a Layer 2.5.
• Cross MAC and PHY Scheduling is essential in wireless networks because of the time-varying nature of wireless channels. By scheduling packet transmission only in favourable channel conditions, which requires the MAC layer to obtain channel state information from the PHY layer, network throughput can be significantly improved and energy waste can be avoided.^[36]

Programming interfaces[edit]

Neither the OSI Reference Model, nor any OSI protocol specifications, outline any programming interfaces, other than deliberately abstract service descriptions. Protocol specifications define a methodology for communication between peers, but the software interfaces are implementation-specific.

For example, the Network Driver Interface Specification (NDIS) and Open Data-Link Interface (ODI) are interfaces between the media (layer 2) and the network protocol (layer 3).

Comparison to other networking suites[edit]

The table below presents a list of OSI layers, the original OSI protocols, and some approximate modern matches. It is very important to note that this correspondence is rough: the OSI model contains idiosyncrasies not found in later systems such as the IP stack in modern Internet.^[25]

Comparison with TCP/IP model[edit]

The design of protocols in the TCP/IP model of the Internet does not concern itself with strict hierarchical encapsulation and layering. RFC 3439 contains a section entitled «Layering considered harmful».^[42] TCP/IP does recognize four broad layers of functionality which are derived from the operating scope of their contained protocols: the scope of the software application; the host-to-host transport path; the internetworking range; and the scope of the direct links to other nodes on the local network.^[43]

Despite using a different concept for layering than the OSI model, these layers are often compared with the OSI layering scheme in the following manner:

• The Internet application layer maps to the OSI application layer, presentation layer, and most of the session layer.
• The TCP/IP transport layer maps to the graceful close function of the OSI session layer as well as the OSI transport layer.
• The internet layer performs functions as those in a subset of the OSI network layer.
• The link layer corresponds to the OSI data link layer and may include similar functions as the physical layer, as well as some protocols of the OSI’s network layer.

These comparisons are based on the original seven-layer protocol model as defined in ISO 7498, rather than refinements in the internal organization of the network layer.

The OSI protocol suite that was specified as part of the OSI project was considered by many as too complicated and inefficient, and to a large extent unimplementable.^[44] Taking the «forklift upgrade» approach to networking, it specified eliminating all existing networking protocols and replacing them at all layers of the stack. This made implementation difficult and was resisted by many vendors and users with significant investments in other network technologies. In addition, the protocols included so many optional features that many vendors’ implementations were not interoperable.^[44]

Although the OSI model is often still referenced, the Internet protocol suite has become the standard for networking. TCP/IP’s pragmatic approach to computer networking and to independent implementations of simplified protocols made it a practical methodology.^[44] Some protocols and specifications in the OSI stack remain in use, one example being IS-IS, which was specified for OSI as ISO/IEC 10589:2002 and adapted for Internet use with TCP/IP as RFC 1142.

See also[edit]

• Government Open Systems Interconnection Profile
• Hierarchical internetworking model
• History of the Internet
• Layer 8
• List of information technology initialisms
• Management plane
• Recursive Internetwork Architecture
• Service layer
• Session multiplexing

Further reading[edit]

• John Day, «Patterns in Network Architecture: A Return to Fundamentals» (Prentice Hall 2007, ISBN 978-0-13-225242-3)
• Marshall Rose, «The Open Book» (Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1990)
• David M. Piscitello, A. Lyman Chapin, Open Systems Networking (Addison-Wesley, Reading, 1993)
• Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, (Prentice-Hall, 2002) ISBN 0-13-066102-3
• Gary Dickson; Alan Lloyd (July 1992). Open Systems Interconnection/Computer Communications Standards and Gossip Explained. Prentice-Hall. ISBN 978-0136401117.
• Russell, Andrew L. (2014). Open Standards and the Digital Age: History, Ideology, and Networks. Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-91661-5.

References[edit]

External links[edit]

• Microsoft Knowledge Base: The OSI Model’s Seven Layers Defined and Functions Explained
• ISO/IEC standard 7498-1:1994 (PDF document inside ZIP archive) (requires HTTP cookies in order to accept licence agreement)
• ITU-T X.200 (the same contents as from ISO)
• «INFormation CHanGe Architectures and Flow Charts powered by Google App Engine». infchg.appspot.com. The ISO OSI Reference Model, Beluga graph of data units and groups of layers. Archived from the original on 26 May 2012.{{cite web}}: CS1 maint: others (link)
• Zimmermann, Hubert (April 1980). «OSI Reference Model — The ISO Model of Architecture for Open Systems Interconnection». IEEE Transactions on Communications. 28 (4): 425–432. CiteSeerX 10.1.1.136.9497. doi:10.1109/TCOM.1980.1094702. S2CID 16013989.
• Cisco Systems Internetworking Technology Handbook
• What is the OSI Model – 7 Layers of OSI Model Explained
• Guide to Networking Essentials, 7th Edition — Cengage

Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем рубрику Сервера и протоколы. Сегодня мы поговорим о том, как происходит взаимодействие в сети Интернет, да вообще в любой компьютерной сети, разобравшись с тем, что такое модель OSI, для чего нужна семиуровневая модель OSI и кто и когда разработал эталонную модель сетевого взаимодействия OSI. Итак, данная статья посвящена семиуровневой модели взаимодействия OSI. Естественно, разбираться с принципами работы модели OSI мы будем на простых примерах, буквально на пальцах. А в тех местах, где будут сложные моменты, я буду стараться давать ссылки на материалы, в которых вы найдете простое объяснение этих моментов.

В данной публикации мы поговорим о том, что такое семиуровневая модель взаимодействия OSI что собой она представляет. Разберемся с тем для чего нужна эталонная сетевая модель OSI и кто и когда ее разработал. Рассмотрим архитектуру семиуровневой модели OSI и поговорим про каждый ее уровень в отдельности. Посмотрим на простые примеры, описывающие принципы работы модели OSI: один пример будет очень простым, а второй пример объясняет принцип работы модели OSI буквально на пальцах. И в завершении публикации мы погорим про недостатки эталонной модели OSI и узнаем почему протоколы модели OSI, в отличии от самой модели, не получили такого широкого распространения.

Что такое эталонная модель OSI?

Если вы так или иначе связаны с сетью Интернет или сферой телекоммуникаций, то наверняка вы неоднократно слышали фразу эталонная модель или модель OSI. Давайте разберемся с тем, что такое модель сетевого взаимодействия OSI простыми словами буквально на пальцах, так как понимание сути гораздо важнее умных и сложных терминов. Если вы разберётесь с тем, «как работает модель сетевого взаимодействия OSI», то вы поймете общие принципы работы любой компьютерной сети, включая и сеть Интернет.

Модель OSI не случайно называют моделью сетевого взаимодействия, а также ее не случайно называют эталонной моделью. Модель OSI описывает то как должны взаимодействовать машины в компьютерной сети. Если говорить в рамках определения, то OSI – это базовая или эталонная модель взаимодействия открытых систем. Как мы знаем, любое взаимодействие происходит по протоколу или определённому набору правил взаимодействия, например, взаимодействие между браузером и веб-сервером (например, сервером Apache) происходит по протоколу HTTP.

Браузер посылает специальные HTTP сообщения, которые имеют свою особую структуру и формат и получили название такие сообщения – HTTP запрос. HTTP сервер принимает эти сообщения, анализирует их и понимает, что хотел браузер по специальным HTTP методам, которые есть в запросе. Проанализировав сообщение от браузера, сервер посылает свое собственное сообщение браузеру, которое получили название HTTP ответ. Ответы сервера содержат коды состояния, по которым браузер видит, как сервер понял его запрос.

Стоит заметить, что в основе взаимодействия по протоколу HTTP лежит модель взаимодействия клиент-сервер (впрочем, как и в основе многих других протоколов). Которая нужна, чтобы разделить зону ответственности и производственные ресурсы между клиентскими программа и компьютерами и серверами и серверными приложениями. Обратите внимание: модель клиент-сервер не делит машины на строго клиентские или строго серверные, она лишь распределяет функции: клиент – это заказчик услуг, а сервер – это поставщик услуг. Однако серверные приложения и клиентские приложения могут работать вместе на одной машине (читайте про локальный веб-сервер AMPPS и сборку Денвер).

Мы немного отвлеклись, но заметим, что протокол HTTP находится на самом высоком – седьмом уровне модели OSI. Про уровни модели OSI и их назначение мы поговорим немного ниже. Сейчас нам нужно понять, что сетевая модель взаимодействия OSI – это довольно абстрактная вещь, которая описывает то, как должны взаимодействовать машины друг с другом в компьютерной сети.

Для чего нужна модель OSI и кто разработал данную модель?

Ответим на вторую часть вопроса данного раздела: кто разработал эталонную модель взаимодействия OSI? Модель OSI разработала международная организация стандартизации ISO. Отчасти теперь становится понятно, почему модель OSI называют эталонной. Теперь поговорим о том, для чего нужна модель взаимодействия OSI.

Не секрет, что в отрасли IT довольно много различных направлений и даже не направлений, а, скажем так, слоев. Например, возьмем любого интернет провайдера. И посмотрим на общую структуру отделов, отвечающих за предоставление услуги передачи данных. Начнем с того, что в компании есть монтажники, которые прокладывают кабель от точки А до точки Б, среднестатистический монтажник хорошо знает свое дело и умеет работать руками и знает, как проложить кабель, а как прокладывать не нужно, то есть он знает физические свойства кабеля.

Более грамотный монтажник знает не только свойства материала, но и особенности передачи сигнала по тому или иному кабелю. Далее есть отдел, который отвечает за проектирование и строительство сети. В него могут входить инженеры-проектировщики, менеджеры проектов и прочие. Сейчас мы не вдаемся в юридические и бизнес тонкости, поэтому отметим, что эти люди должны разработать проект подключения.

Соответственно, они должны выбрать оборудование, которое будет установлено, определить точку, от которой будет подключено новое оборудование (выбрать ее на самом деле нужно оптимально) и определить маршрут, по которому будут проложены коммуникации. Другими словами – разработать проект. Мы видим уже, что эти люди должны обладать несколько другим и даже несколько более широким спектром знаний, нежели монтажники.

Также есть третий отдел – отдел сетевых администраторов, в задачи которого уже входит настройка и поддержание работоспособности оборудования. Этим людям необязательно знать о том, что при прокладке оптического кабеля следует выдерживать радиус изгиба, им не нужно знать, какой кабель следует использовать для прокладки в грунте, а какой используется для перекида между зданиями более 140 метров и прочее. Но они должны знать, как вообще работают сетевые устройства и как они взаимодействуют между собой, а также должны понимать сетевую архитектуру.

Мы лишь поверхностно коснулись структуры ШПД провайдера, но уже заметили, что есть три группы специалистов с разным набором знаний и разными функциями, теперь нам будет несколько проще разобраться с тем, для чего нужна модель сетевого взаимодействия OSI.

Итак, семиуровневая модель OSI делит процесс передачи данных на несколько уровней. Это деление обусловлено тем, что ни один человек в мире не может знать всего и сразу. Таким образом модель OSI делит зоны ответственности между людьми и, как ни странно, между сетевым оборудованием и приложениями. Например, заметим, что если у вас не работает какой-то сайт в Интернете, то в 99 случаях из 100 – это не повод звонить в тех. поддержку вашего провайдера. Провайдер не виноват в том, что какой-то сайт не работает, он лишь предоставляет вам доступ в общую компьютерную сеть Интернет, но не отвечает за работоспособность того или иного ресурса.

Подытожим наши рассуждения о том, для чего нужна модель OSI. Модель OSI нужна для того, чтобы разделить ответственность между людьми и оборудованием в процессе передачи данных по сети. Но это еще не все, для полного ответа на вопрос: для чего нужна модель сетевого взаимодействия OSI, нам следует обратиться к истории.

Для начала поговорим про мифологию, а именно – про Вавилонскую башню. Ее строительство закончилось плачевно, так как в один момент, неожиданно, люди перестали понимать друг друга и не смогли слаженно взаимодействовать, чтобы успешно завершить строительство. Примерно такая же ситуация произошла в 70-ых годах XX века: к этому моменту в мире накопилось очень много различных фирменных сетевых протоколов, и очень остро встал вопрос взаимодействия между машинами в сети.

Получилась такая ситуация, что машины одной очень крупной корпорации не могли нормально взаимодействовать с машинами другой корпорации, что очень мешало развитию бизнеса и технологий. Проблема сетевого взаимодействия, а точнее проблема заключалась именно в отсутствии сетевого взаимодействия из-за несовместимости различных протоколов, породила необходимость в создании единого принципа взаимодействия компьютеров в сети.

И, как вы уже догадались, в качестве выхода из сложившейся ситуации была разработка эталонной модели сетевого взаимодействия OSI. Естественно, модель OSI – это академический подход и ее разработка заняла около 7 лети. Заметим, что модель OSI лишь описывает принципы взаимодействия устройств в сети, но не говорит о том, как это должно быть реализовано физически.

Семь уровней эталонной модели OSI. Архитектура модели OSI

Ранее мы уже упоминали о том, что HTTP протокол находится на самом верхнем (седьмом) уровне эталонной модели взаимодействия OSI, из чего можно сделать вывод о том, что всего насчитывается семь уровней модели OSI, поэтому иногда модель OSI называют семиуровневой моделью. Заметим, что самый нижний уровень модели взаимодействия OSI называется физический или, как его еще называют, первый уровень модели OSI, самый верхний уровень называют прикладной уровень модели OSI или седьмой уровень.

На рисунке выше вы можете увидеть архитектуру эталонной модели OSI. Давайте перечислим уровни снизу-вверх: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной. Про взаимодействие соседних уровней говорят так: сетевой уровень оказывает услугу транспортному или же канальный уровень оказывает услугу физическому. Также на каждом уровне модели OSI имеются свои собственные единицы измерения данных.

По задумке разработчиков модели OSI любое компьютерное приложение, взаимодействующее с конечным пользователем, должно обращаться за услугами только к прикладному уровню, а далее процесс идет по цепочки вниз, но это не совсем так, и это является одним из недостатков архитектуры модели OSI, о которых мы поговорим более подробно ниже.

Итак, мы разобрались с архитектурой модели OSI и выяснили, что данная модель состоит из семи уровней. Строгость и иерархичность модели OSI — это также недостаток данной модели, так как в природе нет ничего идеального и строго иерархичного.

Давайте несколько более подробно разберемся с каждым из уровней эталонной модели сетевого взаимодействия, начинать будем снизу и пойдем вверх, хотя это и нарушение классического способа подачи информации о уровнях модели OSI, так как обычно описание дается, начиная с прикладного уровня.

Первый уровень модели OSI. Физический уровень эталонной модели взаимодействия

Физический уровень модели OSI – это самый нижний уровень эталонной модели сетевого взаимодействия, который определяет способ передачи и представления информации между устройствами. Разработкой методов передачи данных в различных средах занимаются различные институты стандартизации и телекоммуникационные институты.

Нам важно понимать, что на физическом уровне определяется среда передачи данных, например, оптическое волокно, радиоэфир, электрический сигнал, который может предаваться по витой паре или, например, по коаксиальному кабелю. Помимо среды, по которой будет предаваться сигнал, на физическом уровне модели OSI определяются различные требования к передаче сигнала:

• оптимальный уровень сигнала (минимальный и максимальный);
• какой уровень сигнала считать нулем;
• какой уровень сигнала считать единицей;
• какую модуляцию сигнала использовать;
• и прочее.

Также нам стоит отметить, что единицей измерения на первом уровне модели OSI является бит. На физическом уровне модель OSI помимо самой среды передачи работают медиаконвертеры и SFP модули, преобразующие электрический сигнал в оптический и наоборот; концентраторы, повторители и усилители сигналов.

Как ни странно, но на физическом уровне уже происходит деление на клиент и сервер. Также на физическом уровне есть свои собственные протоколы: различные протоколы Wi-Fi, GSM, Bluetooth и другие.

Второй уровень модели OSI. Канальный уровень эталонной модели взаимодействия

Канальный уровень модели OSI является вторым по счету. На канальном уровне происходит две важных вещи:

1. Происходит физическая адресация сетевых устройств. Как вы знаете, у любого устройства есть уникальный (хотя это довольно спорно) mac-адрес, по которому можно однозначно идентифицировать устройство и его производителя в любой точке мира.
2. А также на втором уровне модели OSI происходит контроль и исключение ошибок передачи данных на физическом уровне модели OSI. Это достигается за счет того, что биты упаковываются в кадры, которые можно проверить на целостность и, если устройство видит, что кадр битый, оно его пытается восстановить, либо делает повторный запрос к передающему устройству.

Как мы уже видели, единицей измерения информации на втором уровне модели OSI является кадр, который состоит из нескольких бит полезной информации и служебной информации. Канальный уровень модели OSI делится на два подуровня:

1. Подуровень MAC. На этом подуровне определяется доступ к физической среде, за счет данного подуровня канальный уровень может взаимодействовать с несколькими физическими уровнями.
2. Подуровень LLC. Данный подуровень обеспечивает взаимодействие с сетевым уровнем модели OSI.

Самым широко распространённым устройством второго уровня модели OSI является коммутатор доступа, который устанавливается практически в каждом доме провайдером, именно к коммутатору подключаются роутеры, которые стоят в наших квартирах. Если говорить про наши компьютеры, то второй уровень модели OSI представлен в виде драйверов для сетевой платы.

В качестве примера протоколов канального уровня можно привести: wireless LAN, PPPoE, Ethernet.

Третий уровень модели OSI. Сетевой уровень эталонной модели взаимодействия

Сетевой уровень модели OSI является третьим по счету уровнем эталонной модели сетевого взаимодействия. На третьем уровне модели OSI происходит формирование маршрутов и путей передачи данных между устройствами, находящимися в сети. Естественно, маршрут определяется оптимально и при этом учитывается дальность маршрута и нагрузка на узлы сети.

Также на третьем уровне эталонной модели происходит преобразование логических сетевых адресов в физические и наоборот, этот процесс получил название – трансляция. Роутеры, установленные в ваших квартирах – это хороший пример устройств сетевого уровня модели OSI. Самым популярным протоколом третьего уровня модели OSI является протокол IP, на данный момент поддерживается две версии протокола IP: IPv4 и IPv6.

Четвертый уровень модели OSI. Транспортный уровень эталонной модели взаимодействия

Транспортный уровень модели OSI является четвертым по счету уровнем модели сетевого взаимодействия. Транспортный уровень определяет надежность передачи данных по сети, а также устанавливает непосредственную связь между конечными точками цепочки передачи данных.

Четвертый уровень модели OSI насчитывает множество различных протокол передачи данных: есть протоколы, которые только лишь обеспечивают транспортные функции, а есть протоколы, которые гарантируют правильную передачу данных по сети. В зависимости от потребностей и технических условий выбирается тот или иной протокол. Например, потоковое видео в Интернете никто не будет предавать по протоколу, гарантирующему 100% правильность передачи данных, в качестве примера такого протокола можно привести UPD.

Если же говорить о протоколе, который гарантирует правильность передачи данных то в качестве примера можно привести TCP. Протокол TCP является протоколом транспортного уровня модели OSI и гарантирует надёжность и правильность передачи данных по сети, также он исключает потерю данных в процессе их передачи и обеспечивает не нарушения порядка поступления данных, то есть данные по протоколу TCP придут на приемное устройство в том порядке, в котором они передавались.

Пятый уровень модели OSI. Сеансовый уровень эталонной модели взаимодействия

Пятый уровень модели взаимодействия OSI или сеансовый уровень предназначен для управления сеансом связи. Сеансовый уровень позволяет взаимодействовать сетевым приложениям длительное время. Пятый уровень модели сетевого взаимодействия OSI призван решать следующие проблемы:

• создавать сеанс связи;
• завершать сеанс связи;
• поддерживать обмен информацией между приложениями;
• осуществлять синхронизацию между приемным и передающим устройством;
• поддерживать сеанс связи, когда передача данных не ведется.

На самом деле, задачи сеансового уровня модели OSI несколько шире, чем описаны выше. В качестве примера протоколов сеансового уровня можно привести: ADSP, PPTP, H.245.

Шестой уровень модели OSI. Уровень представления эталонной модели взаимодействия

Уровень представления или представительский уровень модели OSI является шестым уровнем эталонной модели сетевого взаимодействия. Шестой уровень модели OSI определяет способы представления данных, а также способы шифрования передачи данных. Например, протокол HTTP никак не шифрует данные при передаче, поэтому эти функции на себя берут протоколы SSL и TLS, которые относятся к шестому уровню модели OSI.

В качестве представления данных можно привести в качестве примера протоколы ASCII и JPEG. В данном случае термин протокол будет более правильным, чем таблица перекодировки или формат изображения.

Но, помимо выше описанных функций, уровень представления выполняет функции преобразования протоколов и форматов из одного в другой (своеобразный переводчик). Условно мы можем разделить данные, которые передаются по сети и данные, которые видит клиент на экране. Именно на шестом уровне модели взаимодействия OSI происходит преобразование данных, которые понятны машине, в данные, которые понятны человеку и наоборот.

Любой архиватор на вашем компьютере работает на уровне представления. Также шестой уровень позволяет взаимодействовать компьютерам различных производителей между собой, преобразую данные их одного формата записи в другой. Шестой и седьмой уровень модели OSI представляют наибольший интерес для веб-разработчиков и веб-мастеров, а также для администраторов различных веб-серверов.

Седьмой уровень модели OSI. Прикладной уровень эталонной модели взаимодействия

Мы уже упоминали, что прикладной уровень модели OSI или седьмой уровень эталонной модели взаимодействия является наивысшим. Этот уровень позволяет обычному неподготовленному пользователю работать с машиной и передавать данные по сети. По задумке разработчиков эталонной модели OSI клиентские приложения при передаче данных должны взаимодействовать только с седьмым уровнем модели OSI, но это далеко не так.

В качестве примера рассмотрим СУБД, например, MySQL сервер (библиотека SQLite нам в данном случае не очень подходит), во-первых, когда мы устанавливаем MySQL мы начинаем настраивать сервер MySQL, указывая TCP порт, а как вы помните, протокол TCP работает на четвертом уровне модели взаимодействия, то есть мы можем сделать вывод, что в клиентской части MySQL есть механизмы, позволяющие взаимодействовать с четвертым уровнем модели OSI.

Опять же, если базы данных под управлением MySQL находятся на удаленном сервере, мы можем с ними спокойно работать через MySQL Workbench. В данном случае клиентское приложение взаимодействует не только с седьмым уровнем модели OSI, но и с другими уровням эталонной модели сетевого взаимодействия, что уже расходится с концепцией авторов модели.

Вот лишь некоторые функции седьмого уровня модели OSI:

1. Осуществление доступа к файловой системе компьютера.
2. Передача файлов по сети.
3. Передача почтовых сообщений по сети.
4. Взаимодействие с уровнем представления.
5. Другие сетевые услуги.

В качестве примеров протоколов уровня представления модели OSI можно привести: FTP, HTTP, POP3, SMTP, SNMP, SIP, TELNET и многие другие.

Объяснение принципа работы семиуровневой модели OSI

В принципе мы уже неявно объяснили принцип работы модели OSI, когда знакомились с ее архитектурой и разбирались с тем, что происходит на каждом из уровней модели OSI. Но давайте рассмотрим два варианта объяснения работы модели OSI:

1. Первый вариант – простое объяснение работы модели OSI.
2. Второй вариант – объяснение модели OSI буквально на пальцах. Второй вариант объяснения был придуман на курсах компании Майкрософт.

Два объяснения нужны лишь для вариативности и закрепления понимания того, как работает семиуровневая модель OSI.

Короткое и простое объяснение работы семиуровневой модели OSI

Начнем с простого и короткого объяснения работы эталонной модели сетевого взаимодействия OSI. Предлагаем взглянут вам на рисунок ниже.

Мы видим, что есть два компьютера. Допустим, что первый компьютер передает информацию, а второй ее принимает. Заметьте, что это два разных процесса: процесс передачи информации и процесс ее приема. Давайте рассмотрим процесс передачи информации, например, пользователь пишет письмо, естественно, в упрощенном виде без каких-то технических тонкостей:

1. Сначала человек вводит информацию в соответствующую форму в графическом редакторе.
2. На седьмом уровне модели OSI к этой информации добавляется специальная упаковка, по которой компьютер определяет, что это не просто текст, а именно электронное письмо.
3. Шестой уровень модели OSI превращает это письмо в вид, который будет понятен машине, тем самым как бы добавляя еще одну упаковку.
4. Пятый уровень модели OSI добавляет к нашему письму свою служебную информацию, которая позволяет установить сеанс связи между двумя приложениями (к письму добавляется еще одна обертка, тут скорее даже будет более правильно сказать, что на конверт клеится марка).
5. Четвертый уровень модели OSI делит наше письмо на фрагменты, которые снабжаются дополнительной служебной информацией.
6. Третий уровень модели OSI режет фрагменты четвертого уровня на еще более мелкие части, к которым также добавляется служебная информация.
7. Второй уровень модели OSI разбивает письмо на еще более мелкие фрагменты и добавляет свою собственную служебную информацию к каждому фрагменту.
8. На первом уровне модели OSI происходит последнее деление информации, получаются очень маленькие кусочки, к которым точно также добавлены маленькие фрагменты служебной информации.
9. Далее данные передаются по физическим коммуникациям, например, по оптоволокну.

Примерно так выглядит процесс передачи данных в эталонной модели OSI. Во-первых, мы видим, что каждый уровень модели OSI делает наше письмо все более избыточным, добавляя служебную информацию к полезной информации, имеющей смысл для получателя. Во-вторых, мы видим, что на седьмом-пятом уровне информация просто преобразуется, а вот начиная с транспортного уровня идет процесс разбиения исходного сообщения на более мелкие фрагменты.

Это разбиение нужно для того, чтобы упростить передачу данных по сети и повысить надежность процесса. Так как более мелкие кусочки проще передавать и проверять их целостность после передачи.

Теперь рассмотрим процесс приема данных в рамках модели OSI, который начинается с физического уровня модели OSI:

1. На физическом уровне принимающее устройство накапливает последовательность битов, проверяет их и отбрасывает служебную информацию, которая была добавлена ранее, после чего в дело вступает второй уровень.
2. Канальный уровень модели OSI объединяет полученные биты в последовательность, называемую кадрами или фреймами, проверяет целостность данной последовательности при помощи служебной информации и, если всё в порядке, передает данные на третий уровень.
3. Сетевой уровень модели взаимодействия OSI склеивает кадры в пакеты и передает всё это дело наверх.
4. На транспортном уровне происходит отбрасывание служебной информации сетевого уровня, а пакеты собираются в дейтаграммы, также происходит проверка дейтаграмм на правильность и отбрасывается служебная информация.
5. На сеансовом уровне модели OSI дейтаграммы объединяются в файл, который пока еще не будет понятен пользователю.
6. На уровне представления происходит расшифровка и декодирование файла. Не путайте два этих понятия: шифрование данных и кодирование данных – это два разных процесс, также есть еще и уплотнение информации в виде ее архивации.
7. На седьмом уровне компьютер понимает, что данный файл – это электронное письмо и запускается специальное приложение, которое отображает содержимое письма получателю.
8. Довольный получатель читает письмо и радуется.

Примерно так коротко и простыми словами можно описать работу модели OSI. Но, как говорится, всегда должен быть выбор поэтому предлагаем вам второй вариант описания работы модели сетевого взаимодействия OSI, который мы ранее назвали: объяснение работы модели OSI на пальцах.

Объяснение работы семиуровневой модели OSI «на пальцах»

Это объяснение было придумано на сетевых курсах компании Microsoft. Представим, что у нас есть две партнерские компании: компания А и компания Б. Директор компании А решил сделать подарок своему партнеру:

1. Директор компании А отдает распоряжение своему секретарю о том, чтобы тот организовал покупку и доставку подарка в компанию Б
2. Секретарь бежит в бухгалтерию, говорит, что нужно выделить деньги на покупку подарка, его упаковку и курьерскую доставку.
3. С добрым словом и выделенной денежкой от бухгалтерии секретарь бежит к специалисту по общим вопросам и говорит, что нужно купить подарок на N сумму, упаковать его и отправить в компанию Б.
4. Специалист по общим вопросам бежит в магазин, покупает подарок и упаковку, берет чек и копию чека.
5. Вернувшись в офис, специалист по общим вопросам несет чек в бухгалтерию, а подарок показывает секретарю и директору.
6. Им всё нравится, подарок заворачивается в обертку и к подарку прикладывается письмо.
7. Происходит вызов курьерской службы, которая выставляет счет и забирает подарок.
8. Далее курьерская служба доставляет подарок в компанию Б.

Вот так коротко и на пальцах можно объяснить принцип передачи данных в модели OSI. Давайте теперь также коротко и просто поговорим про принцип приема данных, реализованный в модели OSI:

1. Курьер оставляет сопроводительное письмо и подарок у охраны на проходной.
2. Бдительный охранник проверяет, что это не бомба, видит сопроводительное письмо от директора компании А и сообщает специалисту по общим вопросам о том, что директор компании А жалует презент директору компании Б.
3. Специалист по общим вопросам спускается на проходную и забирает подарок.
4. Затем он идет в приемную к директору компании Б и оставляет подарок секретарю.
5. Секретарь распаковывает подарок, чтобы вручить его директору.
6. Далее секретарь вручает подарок директору.
7. Директор компании Б радуется, что получил подарок и решает ответить взаимностью.
8. Далее процесс повторяется.

Также короткой и просто мы разобрались с процессом приема информации в рамках семиуровневой модели взаимодействия OSI.

Недостатки семиуровневой модели сетевого взаимодействия OSI

Кратко поговорим про недостатки семиуровневой модели OSI. Кратко, потому что на этом не стоит заострять большого внимания.

1. Первый недостаток семиуровневой модели OSI заключается в том, что стек протоколов эталонной модели до сих не реализован полностью и, скорее всего, он никогда не будет реализован.
2. Второй недостаток семиуровневой модели OSI заключается в том, что эта модель эталонная или идеальная, а, как мы знаем, ничего идеального в мире нет. Дело всё в том, что эталонная модель OSI разрабатывалась ученными, которые не всегда близки к реалиям нашего мира, требованиям и динамике бизнеса. Поэтому вам не стоит воспринимать модель OSI, как четкое руководство к действиям, это скорее просто идеал, который стоит на витрине и который показывает то, к чему нужно стремиться (хотя идеал, на наш взгляд, не совсем верное слово, это просто одна из многих моделей или форм, которая получила широкую огласку в академическом мире, на примере которой студентов учат основам компьютерных сетей).
3. Семиуровневая модель OSI оказалась, скажем так, не в нужное время, дело всё в том, что, когда был продуман и разработан стек протоколов модели OSI, весь мир уже начал активно использовать стек протоколов TCP/IP, кстати, модель TCP/IP более точно и правильно описывает существующие и по сей день процессы передачи данных. И, собственно, у компаний, которые готовы вкладывать миллиарды в разработку оборудования и стандартизацию протоколов встал резонный вопрос: а зачем мы будем давать, ребята, вам денежку на разработку OSI, если мы уже нормально пользуемся стеком TCP/IP, который наши потребности с лихвой удовлетворяет.
4. Модель OSI в большей степени попытка отжать бабла у государств и крупных компаний. Семь уровней данной модели – это излишество. Причем эти семь уровней непродуманы основательно. Если взглянуть на исконные протоколы модели OSI, то станет понятно, что практически на каждом уровне происходит дублирование некоторых функций, таких как адресация, управление потоком и обработка ошибок. Также протоколы распределены по уровням хаотично и крайне неравномерно.
5. Повторимся, что эталонная модель OSI разрабатывалась людьми, которые не до конца понимали бизнес требований (деньги и время на самом деле – решающие факторы), поэтому, если сложить описание всех протоколов, то получится папка, которая по меньшей мере, метр в высоту. Какой нормальный человек будет производить оборудование в соответствии с таким размытым описанием? Для сравнения: стандарт протокола HTTP, на основе которого разрабатываются браузеры и веб-сервера, займет не больше 15-20 страниц после распечатки.
6. Но, несмотря на все недостатки модели OSI, описанные выше, нашлись люди, которые попытались реализовать технологии на основе этой модели, естественно, из-за громоздкости и сложности эти попытки потерпели крах.

Подведем итог: семиуровневая модель OSI действительно качественно описывает взаимодействие в компьютерных сетях с точки зрения теории и дает поводы для дискуссий в научных кругах, но протоколы модели OSI показали себя крайне неэффективными и непригодными для реальной жизни.

Не забывайте делиться своим мнением в комментариях и оставлять отзывы, это поможет сделать нашу работу лучше, с уважением ZametkiNaPolyah.ru!

В
общем случае в OSI-модели любая
телекоммуникационная система
представляется семиуровневой иерархической
структурой. (рис. 1.4).

Каждому
уровню ставятся в соответствие некоторые
процессы, аппаратные и программные
средства (объекты уровня), реализующие
функции по обработке и передаче данных.
Каждый уровень обслуживает смежный
старший уровень. Каждый
уровень OSI-модели
отвечает за отдельные специфические
функции в коммуникациях и реализуется
соответствующими техническими и
программными средствами сети.

OSI-модель
не включает средства взаимодействия
приложений конечных пользователей,
описывая только системные средства
взаимодействия. Приложение реализует
собственные протоколы взаимодействия,
обращаясь к системным средствам,
приложение может взять на себя функции
ряда нескольких верхних уровней
OSI-модели.

Рис.
1.4. Структура
OSI-модели

Рассмотрим
уровни OSI-модели,
начав с самого нижнего уровня.

Уровень
1 — физический (physical
layer)
обеспечивает
передачу битовых потоков без каких-либо
изменений между логическими объектами
уровня звена данных по физическому
каналу связи, организованному между
смежными узлами сети с использованием
той или иной передающей среды, и формирует
интерфейс с этой средой

На
данном уровне определяются базовые
механизмы кодирования и декодирования
двоичных данных в физическом носителе,
а также специфицируются соединители,
но не сама среда передачи данных. Среда
передачи данных, согласно эталонной
модели, рассматривается как нечто,
лежащее ниже физического уровня. Битовый
поток в носителе должен быть независим
от типа среды передачи данных.

Физический
уровень реализует
управление каналом связи:

• подключение
  и отключение канала связи;

• формирование
  передаваемых сигналов и т.п.

Данные
физического уровня
представляют собой поток битов
(последовательность нулей или единиц),
закодированные в виде электрических,
оптических или радиосигналов.

Функции
физического уровня реализуются во всех
устройствах, подключенных к сети.

Следует
помнить, что к физическому уровню
относятся: синхронизация, кодирование
информации, формирование сигналов и
передача бит по физическим каналам
связи, модуляция. Физический уровень
реализуется аппаратно. При передаче
данных на физическом уровне не
осуществляется контроль занятости
физической среды передачи данных,
проверка доступности среды передачи
данных возложена на вышестоящий уровень.

Уровень
2 — канальный
уровень (Data
Link
Layer) также
носит названия уровень
управления передачей данных (Data Link
Control, DLC) или
уровень звена
данных.

Канальный
уровень формирует двусторонний канал
связи (то есть прямое звено связи между
смежными узлами сети), используя для
этого два цифровых канала с противоположными
направлениями передачи, которые
предоставляются уровнем
1. Важнейшие
функции уровня
2 
обнаружение и исправление ошибок,
которые могут возникнуть на уровне
1, что делает
независимым качество услуг этого уровня
от качества получаемых «снизу» услуг
передачи битов.

Канальный
уровень предоставляет следующие услуги
или элементы услуг сетевому уровню:

• соединение
  канального уровня;

• сервисные
  блоки данных канального уровня;

• идентификаторы
  оконечного пункта соединения канального
  уровня;

• осуществляет
  упорядочение блоков данных;

• осуществляет
  оповещение об ошибках;

• управляет
  потоком данных;

• определяет
  параметры качества услуги.

На
канальном уровне выполняются следующие
функции:

• установление
  и разрыв соединения канального уровня;

• отображение
  сервисных блоков данных канального
  уровня;

• расщепление
  соединения канального уровня;

• разграничение
  и синхронизация;

• упорядочение
  блоков данных;

• обнаружение
  ошибок;

• восстановление
  при ошибках;

• управление
  потоком данных;

• идентификация
  и обмен параметрами;

• управление
  переключением каналов данных;

• административное
  управление канальным уровнем.

Блок
данных, передаваемый на канальном
уровне, называется кадром
(frame).

Данные
канального уровня

Для
обнаружения ошибок при передаче данных
передаваемые биты группируются. Группы
бит называются кадрами (frames).
Для идентификации кадра, в начало и
конец кадра, помещается специальный
набор битов. В кадр включена
последовательность бит, называемая
контрольной суммой. Перед отправкой
кадра вычисляется контрольная сумма
для данных, передаваемых в кадре. Получив
кадр, принимающая сторона вычисляет
контрольную сумму по тому же самому
алгоритму, а затем сравнивает ее со
значением контрольной суммы, записанной
в кадре. Если значения контрольных сумм
совпали — кадр передан без искажений,
если нет — фиксируется ошибка для данного
кадра. На канальном уровне возможно
исправление найденных ошибок за счет
повторной передачи сбойных кадров. В
некоторых протоколах канального уровня
(например, Ethernet)
функция исправления ошибок отсутствует,
так как для канального уровня функция
исправления ошибок не является
обязательной. Канальный уровень
реализуется программно-аппаратно.

К
процедурам канального уровня относятся:

• добавление
  в кадры соответствующих адресов;

• контроль
  ошибок;

• повторная,
  при необходимости, передача кадров.

Канальный
уровень призван скрыть от вышестоящих
уровней подробности технической
реализации сети. Таким образом, канальный
уровень обеспечивает создание, передачу
и прием кадров данных, обслуживая запросы
сетевого уровня, используя при этом
сервис физического уровня.

Функции
канального уровня реализуется сетевыми
адаптерами ПК и их драйверами и различным
коммуникационным оборудованием –
мостами, маршрутизаторами, коммутаторами.

Уровень
3  сетевой уровень (Network
Layer),
в отличие от двух предыдущих, отвечает
за передачу данных в сети и формирует
так называемые сетевые услуги,
маршрутизацию и коммутацию соединений,
обеспечивающие перенос через всю сеть
информации, которой обмениваются
пользователи открытых систем, размещенных
в разных (и, в общем случае, несмежных)
узлах сети.

Сетевой
уровень форматирует данные транспортного
уровня и снабжает их сетевым
адресом получателя,
необходимым для маршрутизации.

Протоколы
сетевого уровня служат для образования
единой транспортной системы, объединяющей
несколько сетей с различными принципами
передачи информации между конечными
узлами, т. е. внутри сети доставка данных
регулируется канальным уровнем, доставка
данных между сетями – сетевым.

Блок
данных, передаваемый на сетевом уровне,
называется пакетом
(packet).

Сетевой
адрес
—
это специфический идентификатор для
каждой промежуточной сети между
источником и приемником информации.

Сетевой
уровень реализует:

• обработку
  ошибок,

• мультиплексирование
  пакетов;

• управление
  потоками данных.

Сетевой
уровень отвечает
за адресацию (трансляцию физических и
сетевых адресов, обеспечение межсетевого
взаимодействия), поиск пути от источника
к получателю или между промежуточными
устройствами, установление
и обслуживание логической связи между
узлами сети.

Таким
образом, на сетевом уровне выполняется
трансляция логических адресов и имён
в физические адреса, определяются
кратчайшие маршруты, выполняется
коммутация и маршрутизация, отслеживание
неполадок и заторов в сети

Уровень
4  транспортный уровень (Transport
Layer)
управляет сквозной передачей сообщений
между оконечными узлами сети, обеспечивая
надежность и экономическую эффективность
передачи данных независимо от пользователя.
При этом оконечные узлы сети возможно
взаимодействуют через несколько узлов
или даже через несколько транзитных

сетей.

На
транспортном уровне реализуется:

1. преобразование
   длинных сообщений в пакеты
   при их передаче в сети и обратное
   преобразование;

2. контроль
   последовательности прохождения пакетов;

3. регулирование
   трафика в сети;

4. распознавание
   дублированных пакетов
   и их уничтожение.

Транспортный
уровень используется приложением или
верхним уровнем стека прикладным и
сеансовым для передачи данных с требуемой
степенью надежности. В OSI-модели
определено пять классов сервиса,
предоставляемых транспортным уровнем.
Виды сервиса отличаются качеством
предоставляемых услуг:

• срочностью;

• возможностью
  восстановления прерванной связи;

• наличием
  средств мультиплексирования нескольких
  соединений между различными прикладными
  протоколами через общий транспортный
  протокол;

• способностью
  к обнаружению и исправлению ошибок
  передачи.

Для
обеспечения определенного уровня
качества доставки информации может
потребоваться:

• буферизация
  принимаемых пакетов;

• управление
  потоком;

• разбивка
  сообщения сеансового уровня на пакеты,
  их нумерация;

• упорядочивание
  прибывающих пакетов;

• адресация
  прикладных процессов.

Транспортный
уровень может предоставлять передачу
данных без установления соединения или
с предварительным установлением
соединения. В последнем случае перед
началом передачи данных с использованием
специальных управляющих пакетов
устанавливается соединение с транспортным
уровнем процесса, которому предназначены
передаваемые данные. После того как все
данные переданы, подключение заканчивается.
При передаче данных без установления
соединения транспортный уровень
используется для передачи одиночных
пакетов, называемых дейтаграммами,
не гарантируя их надежную доставку.
Передача данных с установлением
соединения применяется для надежной
доставки данных.

Уровень
5  сеансовый уровень (Session
Layer)
обеспечивает обслуживание двух
«связанных» на уровне представления
данных объектов сети и управляет ведением
диалога между ними путем синхронизации,
заключающейся в установке контрольных
точек внутри передаваемой последовательности
данных. Контрольные точки позволяют в
случае сбоя во время передачи, не начинать
передачу с самого начала последовательности,
а вернуться назад к последней контрольной
точке и возобновить передачу с этого
места.

На
сеансовом уровне выполняется управление
диалогом объектов прикладного уровня:

• установление
  способа обмена сообщениями (дуплексный
  или полудуплексный);

• синхронизация
  обмена сообщениями;

• организация
  «контрольных точек» диалога.

Сеансовый
уровень редко реализуется в виде
отдельных протоколов, функции этого
уровня часто объединяют с функциями
прикладного уровня и реализуют в одном
протоколе.

Уровень
6  уровень представления (presentation
layer)
обеспечивает совокупность служебных
операций, которые можно выбрать на
прикладном уровне для интерпретации
передаваемых и получаемых данных. Эти
служебные операции включают в себя:

• управление
  информационным обменом;

• преобразование
  (перекодировка) данных
  во внутренний формат каждой процесса
  и обратно;

• шифрование
  и дешифрование данных
  с целью защиты от несанкционированного
  доступа;

• сжатие
  данных,
  позволяющее уменьшить объем передаваемых
  данных, что особенно актуально при
  передаче мультимедийных данных, таких
  как аудио и видео.

За
счет уровня представления информация,
передаваемая прикладным уровнем одной
системы, понятна прикладному уровню
другой системы. С помощью средств
представительного уровня протоколы
прикладных уровней преодолевают
синтаксические различия в представлении
данных, в том числе различия в кодах
символов

Выше
этого уровня поля данных имеют явную
смысловую форму, а ниже его поля
рассматриваются как передаточный груз,
и их смысловое значение не влияет на
обработку.

Служебные
операции этого уровня представляют
собой основу всей семиуровневой модели
и позволяют
связывать воедино сетевое оборудование
самых разных типов и производителей.

Уровень 7
 прикладной уровень (application
layer)
содержит функции, связанные с природой
прикладных процессов и необходимые для
удовлетворения тех требований, которые
существенны с точки зрения взаимодействия
прикладных процессов в системах А и В
(рис. 1.6),
или, говоря иначе, с точки зрения доступа
этих процессов к среде
OSI.
Так как это самый верхний уровень модели
OSI,
он не имеет верхней границы.

Единица
данных, которой оперирует прикладной
уровень, обычно называется сообщением
(message).

Прикладной
уровень занимается поддержкой прикладного
процесса пользователя и имеет дело с
семантикой данных. Он является границей
между процессами сети и прикладными
(пользовательскими) процессами. На этом
уровне выполняются вычислительные,
информационно-поисковые и справочные
работы, осуществляется логическое
преобразование данных пользователя.

Таким
образом, функции уровней
13
обеспечивают транспортировку информации
из одного пункта территории в другой
(возможно, более чем через одно звено,
то есть с коммутацией) и потому связаны
с отдельными элементами сети связи и с
ее внутренней структурой. Функции
уровней
47
относятся только к «сквозной» связи
между конечными пользователями и
определены таким образом, что они не
зависят от внутренней структуры сети.

Поскольку
в силу тех или иных специфических
особенностей разных уровней в них могут
формироваться и обрабатываться
ин­формационные блоки различных
размеров, в большинстве уров­ней
предусматриваются, в числе прочих,
функции сегментации блоков данных и/или
их объединения.

1
Советский энциклопедический
словарь: Изд. 4-е, испр. и доп. / Гл. ред.
А.М.Прохоров. – М.: Сов.энциклопедия,1989. – С. 1294.

2Федеральный закон Российской Федерации
от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ. Об информации,
информационных технологиях и о защите
информации.

3
ГОСТ ИСО/МЭК 2382-1-99 (ISO/IEC
2382-1:1993). Информационная технология.
Словарь. Часть 1. Основные термины и
определения.
(http://elib.sbras.ru:8080/jspui/bitstream/SBRAS/9193/1/ISO-IEC_2382-1.pdf)

4ГОСТ ИСО/МЭК 2382-1-99 (ISO/IEC 2382-1:1993).
Информационная технология. Словарь.
Часть 1. Основные термины и определения.

5Советский энциклопедический словарь:
Изд. 4-е, испр. и доп. / Гл. ред. А.М.Прохоров.
– М.: Сов.энциклопедия,1989. – С.
1294.

6Информационная
система

совокупность содержащейся в базах
данных информации и обеспечивающих ее
обработку информационных технологий
и технических средств.
Источник: Федеральный закон от 27.07.2006
N 149-ФЗ (ред. от 28.07.2012) «Об информации,
информационных технологиях и о защите
информации»

7Сахнин А.А., Игнатенков В.Г.
Информационно-телекоммуникационные
сети. Технологии , стандартизация / Под
ред. А.А. Сахнина.М.: Радиотехника, 2012.336.: ил.

8Федеральный закон Российской Федерации
от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ. Об информации,
информационных технологиях и о защите
информации.

9Воробиенко,
П.П. Инфокоммуникации: термины и
определения [Текст] / П.П. Воробиенко,
Л.А. Никитюк // Научный журнал
«Восточно-Европейский журнал передовых
технологий» //. — Харьков: Технологический
центр, 2011. — №6/2 (54), с. 4-6.

10имплементация‒ исполнение.

11РД 115.005-2002. Информационные технологии.
Мониторинг информатизации России.
Основные положения мониторинга. (утв.
Информационным письмом Минсвязи РФ от
04.03.2002 № 1341)

12Федеральный закон от 20 февраля 1995 г. №
24-ФЗ (в ред. от 10.01.2003) «Об информации,
информатизации и защите информации»

13Глоссарий
(термины и определения) к проекту
Концепции развития информационно-коммуникационной
инфраструктуры и технологий в Российской
Федерации (проект) от 03 мая
2011.
http://minsvyaz.ru/ru/doc/?id_4=505

23

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Модель OSI была разработана на основании большого опыта, полученного при создании компьютерных сетей, в основном глобальных, в 70-е годы. Полное описание этой модели занимает более 1000 страниц текста.

В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический . Каждый уровень имеет дело с определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Физический уровень[]

Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, такую как крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме того, здесь стандартизируются типы разъемов и назначение каждого контакта. Реализуется аппаратно.

Протоколы физического уровня OSI:

• USB, Firewire

• IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA

• EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485

• Ethernet (включая 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX и другие)

• DSL, ISDN

• SONET/SDH

• 802.11 Wi-Fi

• Etherloop

• GSM Um radio interface

• ITU и ITU-T

• TransferJet

• ARINC 818

• G.hn/G.9960

Канальный уровень[]

Канальный уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Другая задача канального уровня — реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом, и добавляет контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров . Необходимо отметить, что функция исправления ошибок для канального уровня не является обязательной, поэтому в некоторых протоколах этого уровня она отсутствует, например в Ethernet и frame relay. Реализуются программно-аппаратно.

Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на два подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты.

Протоколы канального уровня:

• ARCnet

• ATM

• Cisco Discovery Protocol (CDP)

• Controller Area Network (CAN)

• Econet

• Ethernet, Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Frame Relay

• High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (provides LLC functions to IEEE 802 MAC layers), Link Access Procedures, D channel (LAPD)

• IEEE 802.11 wireless LAN

• LocalTalk

• Multiprotocol Label Switching (MPLS)

• Point-to-Point Protocol (PPP)

• Serial Line Internet Protocol (SLIP) (obsolete)

• StarLan

• Spanning tree protocol

• Token ring

• Unidirectional Link Detection (UDLD)

• x.25

В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS, UDI.

Сетевой уровень[]

Сетевой уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю.

На этом уровне работает маршрутизатор (роутер).

Сетевой уровень — доставка пакета:

• между любыми двумя узлами сети с произвольной топологией;

• между любыми двумя сетями в составной сети;

• сеть — совокупность компьютеров, использующих для обмена данными единую сетевую технологию;

• маршрут — последовательность прохождения пакетом маршрутизаторов в составной сети.

На сетевом уровне работают протоколы еще одного типа, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети. Такие протоколы часто называют протоколами разрешения адресов — Address Resolution Protocol, ARP. Иногда их относят не к сетевому уровню, а к канальному, хотя тонкости классификации не изменяют сути.

Пример: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet Exchange, протокол межсетевого обмена), X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2) CLNP (сетевой протокол без организации соединений), IPsec (Internet Protocol Security), ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), ARP (Address Resolution Protocol).

Транспортный уровень[]

Транспортный уровень (Transport layer) обеспечивает приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное — способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Транспортный уровень — обеспечение доставки информации с требуемым качеством между любыми узлами сети:

• разбивка сообщения сеансового уровня на пакеты , их нумерация;

• буферизация принимаемых пакетов;

• упорядочивание прибывающих пакетов;

• адресация прикладных процессов;

• управление потоком.

Пример: ATP (AppleTalk Transaction Protocol), CUDP (Cyclic UDP), DCCP (Datagram Congestion Control Protocol), FCP (Fiber Channel Protocol), IL (IL Protocol), NBF (NetBIOS Frames protocol), NCP (NetWare Core Protocol), SCTP (Stream Control Transmission Protocol), SPX (Sequenced Packet Exchange), SST (Structured Stream Transport), TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Сеансовый уровень[]

Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все сначала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Сеансовый уровень — управление диалогом объектов прикладного уровня:

• установление способа обмена сообщениями (дуплексный или полудуплексный);

• синхронизация обмена сообщениями;

• организация «контрольных точек» диалога.

Пример: ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol), ASP (AppleTalk Session Protocol), H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS (Internet Storage Name Service), L2F (Layer 2 Forwarding Protocol), L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), NetBIOS (Network Basic Input Output System), PAP (Password Authentication Protocol), PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), RPC (Remote Procedure Call Protocol), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), SMPP (Short Message Peer-to-Peer), SCP (Secure Copy Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol).

Представительный уровень[]

Представительный уровень (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например в кодах ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

Уровень представления — согласовывает представление (синтаксис) данных при взаимодействии двух прикладных процессов:

• преобразование данных из внешнего формата во внутренний;

• шифрование и расшифровка данных.

Пример: AFP — Apple Filing Protocol, ICA — Independent Computing Architecture, LPP — Lightweight Presentation Protocol, NCP — NetWare Core Protocol, NDR — Network Data Representation RDP — Remote Desktop Protocol, XDR — eXternal Data Representation, X.25 PAD — Packet Assembler/Disassembler Protocol.

Прикладной уровень[]

Прикладной уровень (Application layer) — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют совместную работу, например с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Прикладной уровень — набор всех сетевых сервисов, которые предоставляет система конечному пользователю:

• идентификация, проверка прав доступа;

• принт- и файл-сервис, почта, удаленный доступ…

Пример: HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET