Протоколы работающие на сетевом уровне модели osi

Модель OSI

Когда ARPA-сеть только разрабатывалась, очень хотелось сделать ее как можно более умной. Но чем сложнее сеть, тем сложнее ее развивать и поддерживать. В качестве решения было предложено разделить все функции сети на логические слои.

Модель функционирования сети называется сетевая модель базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Кратко — модель OSI (Open Systems Interconnection).

Всего в такой модели 7 уровней. Взаимодействие уровней жестко стандартизировано и сведено к минимуму. Нижний уровень понятия не имеет о наличии более высоких уровней и об их устройстве.

Самый нижний уровень умеет просто посылать биты . Даже не передавать, а именно посылать. Он понятия не имеет дойдут они или нет. Послал и забыл.

Более высокий уровень оперирует уже группами бит — кадрами , и немного знает об физическом устройстве сети, понимает MAC-адреса и тому подобное.

Следующий уровень — пакетный. Он еще более умный и умеет оперировать IP-адресами сети. И так далее.

Зачем это все нужно? Для максимизации гибкости.

Представь, что каждый уровень — это Java-интерфейс и у него может быть несколько различных реализаций. Так и тут. На физическим уровне вы можете пересылать биты по проводу, слать по воздуху (Wi-Fi), отправлять через спутник, а все остальные уровни даже знать об этом ничего не будут. И все будет работать, как и было задумано.

Стек протоколов OSI

Более детально стек протоколов ты можешь изучить на картинке ниже:

Но если вы не системный администратор, то такая детализация протоколов вам ни к чему. Более интересным может быть изучение стека протоколов TCP (Transmission Control Protocol)/IP (Internet Protocol).

Три верхних уровня в модели OSI, то есть уровень приложения, уровень представления и уровень сеанса, отдельно не различаются в модели TCP/IP, которая имеет только прикладной уровень над транспортным уровнем:

Распределение протоколов по уровням модели OSI

TCP/IP	OSI
Прикладной	Прикладной	HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH, SCP, SMB, NFS, RTSP, BGP
	Представления	XDR, AFP, TLS, SSL
	Сеансовый	ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, PPTP, L2TP, ASP
Транспортный	Транспортный	TCP, UDP, SCTP, SPX, ATP, DCCP, GRE
Сетевой	Сетевой	IP, ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP
Канальный	Канальный	Ethernet, Token ring, HDLC, PPP, X.25, Frame relay, ISDN, ATM, SPB, MPLS, ARP/td>
	Физический	электрические провода, радиосвязь, волоконно-оптические провода, инфракрасное излучение

Cтек протоколов TCP/IP

Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня:

• Прикладной уровень (Application Layer)
• Транспортный уровень (Transport Layer)
• Межсетевой уровень (Сетевой уровень) (Internet Layer)
• Канальный уровень (Network Access Layer)

Протоколы этих уровней полностью реализуют все функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено все взаимодействие пользователей в IP-сетях.

Стек протоколов TCP/IP является независимым от физического оборудования благодаря чему, в частности, обеспечивается полностью прозрачное взаимодействие между проводными и беспроводными сетями.

На прикладном уровне (Application layer) работает большинство сетевых приложений.

Прикладной уровень

Для взаимодействия программ существуют высокоуровневые протоколы обмена информацией. Например, браузеры работают по протоколу HTTP, почта отправляется по протоколу SMTP, Телеграм работает по своему собственному зашифрованному протоколу.

Но приватные протоколы нам не очень интересны. Чаще всего ты будешь сталкиваться с массовыми протоколами, такими как ftp-клиент для протокола FTP (передача файлов), SSH (безопасное соединение с удаленной машиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса) и многие другие.

Почти все эти протоколы работают поверх протокола TCP, хотя некоторые для ускорения работы работают по UDP (User Datagram Protocol). Но, что важно, у этих протоколов есть порты по умолчанию. Пример:

• 20 FTP на TCP-порт 20 (для передачи данных) и 21 (для управляющих команд)
• 22 – SSH
• 23 – Telnet
• 53 – запросы DNS
• 80 – HTTP
• 443 – HTTPS

Эти порты определены Агентством по выделению имён и уникальных параметров протоколов (IANA).

Есть еще несколько популярных протоколов прикладного уровня: Echo, Finger, Gopher, HTTP, HTTPS, IMAP, IMAPS, IRC, NNTP, NTP, POP3, POPS, QOTD, RTSP, SNMP, SSH, Telnet, XDMCP.

Транспортный уровень

Протоколы транспортного уровня созданы для решения проблемы гарантированной доставки сообщений.

Сообщение (пакет данных) может быть послано и потеряно где-то в сети. В этом случае на плечи транспортного уровня ложится задача мониторинга таких ситуаций и повторной отсылки сообщения, если нужно.

Еще одна важная задача протокола транспортного уровня — это контроль за порядком прихода сообщений. Часто бывает так, что сообщения были посланы в одном порядке, а пришли в другом. И если собрать из таких кусочков изначально большое сообщение, то получится чепуха.

Чтобы такого не было, транспортный уровень или нумерует сообщения, или не отправляет новое, пока не получил подтверждение получения предыдущего. Протоколы автоматической маршрутизации, логически представленные на этом уровне (поскольку работают поверх IP), на самом деле являются частью протоколов сетевого уровня.

Протокол TCP — “гарантированный” транспортный механизм с предварительным установлением соединения, который предоставляет приложению надежный поток данных, дает уверенность в безошибочности получаемых данных, перезапрашивает данные в случае потери и устраняет дублирование данных.

TCP позволяет регулировать нагрузку на сеть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, TCP гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности. В этом его главное отличие от UDP.

Протокол UDP — это протокол передачи датаграмм без установления соединения. Также его называют протоколом “ненадежной” передачи, в смысле невозможности удостовериться в доставке сообщения адресату, а также возможного перемешивания пакетов. В приложениях, требующих гарантированной передачи данных, используется протокол TCP.

UDP обычно используется в таких приложениях, как потоковое видео и компьютерные игры, где допускается потеря пакетов, а повторный запрос затруднен или не оправдан, либо в приложениях вида запрос-ответ (например, запросы к DNS), где создание соединения занимает больше ресурсов, чем повторная отправка.

И TCP, и UDP используют для определения протокола верхнего уровня число, называемое портом.

Источник

Что такое модель OSI и какие протоколы она использует

В этой стать будет рассказываться что такое модель OSI и какие уровни в неё бывают, и вообще какие протоколы используются в ней.

Это конечно не совсем тема нашего сайта, тут больше рассказывают про Web-программирование, но всё таки косвенно эти темы связанны.

Также на сайте есть статья: Что такое интернет и web, где подробно рассказывается, что такое интернет, Web и в чём различие этих технологий.

Что такое модель OSI:

Это стек сетевых протоколов OSI/ISO, благодаря которым и работает весь интернет и устройства взаимодействуют друг с другом посредства различных уровней в этой модели, всего их семь.

Уровни в модели OSI:

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

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

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

Набор протоколов в OSI:

Пора рассказать на мой взгляд самое интересное, это распределение протоколов по уровням модели OSI, тут будут описаны самые основные протоколы, так как, их очень много.

1. Протоколы физического уровня модели OSI:

• Ethernet — Протокол для работы кабеля Ethernet, или кабеля для интернета;
• GSM — Протокол для работы со сотовой связи;
• 802.11 — Протокол для работы Wi-Fi;
• USB — Протокол для работы шины в компьютере или флешки;
• IrDA — Протокол для работы с инфракрасным портом;
• Bluetooth — Протокол для работы с Bluetooth;

2. Протоколы канального уровня модели OSI:

• Ethernet — Протокол самого кабеля интернет;
• Frame Relay — Протокол для передачи сотовой связи;
• PPP — Протокол передачи данных один на один, между двумя компьютерами;

3. Протоколы сетевого уровня модели OSI:

• IPv4 — Протокол для работы IP адресов версии четыре;
• IPv6 — Протокол для работы IP адресов версии шесть;
• ICMP — Протокол для ошибок в сотовой связи;
• RiP — Протокол позволяет маршрутизаторам быстро и динамически находить путь;

4. Протоколы транспортного уровня модели OSI:

• TCP — Протокол который отправляет пакет проверяя, но медленно, используется для сайтов;
• UDP — Протокол который отправляет пакет не проверяя, но быстро, используется в онлайн играх;

5. Протоколы сеансового уровня модели OSI:

• PPTP — Протокол для туннельного соединена с компьютер на компьютер или VPN;
• L2TP — Подобный протокол PPTP
• SSH — Протокол позволяет производить удалённое управление операционной системой;

6. Протоколы представления уровня модели OSI:

• SSL — Криптографический протокол для безопасного соединения;
• XDR — Протокол позволяет организовать не зависящую от платформы передачу данных между компьютерами в гетерогенных сетях;

7. Протоколы прикладного уровня модели OSI:

• HTTP — Протокол для передачи гипертекста или HTML;
• FTP, TFTP, SFTP — Протоколы для передачи файлов;
• TELNET — Протокол для уделённого управления другим компьютером;
• DHCP — Протокол для автоматического получение IP адреса;
• IRC — Протокол для обмена сообщениями в режиме реального времени;
• SNMP — Протокол для управление устройствам в IP-ситах;
• DNS — Протокол позволяющий получать информацию о доменах;
• BitTorrent — Пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет;
• SMTP, POP3, IMAP4— Протоколы для отправки, доставки электронной почты;

Вывод:

В этой статье было рассказано что такое модель OSI и набор протоколов которая она содержит в себе, надеюсь вам было интересно и вы что то узнали нового, также, если автор возможно где то ошибся то пишите в комментарии.

Источник