Definitivno je bolje početi s teorijom, a zatim, glatko, prijeći na praksu. Stoga ćemo prvo razmotriti mrežni model (teorijski model), a zatim ćemo malo otvoriti zavjesu o tome kako se teoretski mrežni model uklapa u mrežnu infrastrukturu (na mrežnoj opremi, korisničkim računarima, kablovima, radio valovima, itd.).

dakle, mrežni model je model interakcije mrežnih protokola. A protokoli su, zauzvrat, standardi koji određuju kako će različiti programi razmjenjivati ​​podatke.

Da objasnim na primjeru: prilikom otvaranja bilo koje stranice na Internetu, server (gdje se nalazi stranica koja se otvara) šalje podatke (hipertekstualni dokument) vašem pretraživaču putem HTTP protokola. Zahvaljujući HTTP protokolu, vaš pretraživač, kada prima podatke sa servera, zna kako ih treba obraditi i uspješno ih obrađuje, pokazujući vam traženu stranicu.

Ako još niste svjesni što je stranica na Internetu, objasnit ću vam ukratko: svaki tekst na web stranici je zatvoren u posebne oznake koje pregledniku govore koju veličinu teksta treba koristiti, njegovu boju, lokaciju na stranici. stranica (lijevo, desno ili u sredini). Ovo se ne odnosi samo na tekst, već i na slike, forme, aktivne elemente i, općenito, sav sadržaj, tj. šta je na stranici. Pretraživač, prilikom otkrivanja tagova, djeluje prema njihovim uputama, i pokazuje vam obrađene podatke koji se nalaze u ovim tagovima. Vi sami možete vidjeti oznake ove stranice (i ovaj tekst između oznaka), da biste to učinili, idite na meni vašeg pretraživača i odaberite - pogledajte izvorni kod.

Da ne skrećemo previše, "Mrežni model" je neophodna tema za one koji žele da postanu specijalisti. Ovaj članak se sastoji od 3 dijela i za vas sam se potrudio da napišem ne dosadno, razumljivo i kratko. Za više detalja, ili za dodatna pojašnjenja, pišite u komentarima na dnu stranice, a ja ću vam svakako pomoći.

Mi ćemo, kao i na Cisco Networking Academy, razmotriti dva mrežna modela: OSI model i TCP/IP model (ponekad se naziva DOD), a istovremeno ćemo ih uporediti.

OSI je skraćenica za Open System Interconnection. Na ruskom to zvuči ovako: Mrežni model interakcije otvorenih sistema (referentni model). Ovaj model se sa sigurnošću može nazvati standardnim. Ovaj model slijede proizvođači mrežnih uređaja kada razvijaju nove proizvode.

OSI mrežni model se sastoji od 7 slojeva, a uobičajeno je da se računa od dna.

Nabrojimo ih:

• 7. Aplikacioni sloj (aplikacioni sloj)
• 6. Prezentacijski sloj ili prezentacijski sloj
• 5. Sloj sesije (sloj sesije)
• 4. Transportni sloj
• 3. Mrežni sloj (mrežni sloj)
• 2. Sloj veze (sloj veze podataka)
• 1. Fizički sloj (fizički sloj)

Kao što je već spomenuto, mrežni model je model za interakciju mrežnih protokola (standarda), a svaki nivo ima svoje protokole. Nabrajati ih je dosadno (a nema šta raditi), pa je bolje sve analizirati na primjeru, jer je probavljivost materijala primjerima puno veća;)

Aplikacioni sloj

Sloj aplikacije ili sloj aplikacije je najviši sloj modela. Komunicira korisničke aplikacije sa mrežom. Svima nam su poznate ove aplikacije: pregledavanje weba (HTTP), slanje i primanje pošte (SMTP, POP3), primanje i primanje datoteka (FTP, TFTP), daljinski pristup (Telnet) itd.

Izvršni nivo

Prezentacijski sloj ili prezentacijski sloj - pretvara podatke u odgovarajući format. Lakše je razumjeti na primjeru: one slike (sve slike) koje vidite na ekranu se prenose prilikom slanja datoteke u obliku malih dijelova jedinica i nula (bitova). Dakle, kada pošaljete fotografiju e-poštom svom prijatelju, protokol SMTP aplikacijskog sloja šalje fotografiju donjem sloju, tj. do nivoa prezentacije. Gdje se vaša fotografija pretvara u prikladan oblik podataka za niže nivoe, na primjer, u bitove (jedinice i nule).

Na potpuno isti način, kada vaš prijatelj počne da prima vašu fotografiju, on će je primiti u obliku svih istih jedinica i nula, a sloj Representation je taj koji pretvara bitove u punopravnu fotografiju, kao što je JPEG.

Ovako ovaj nivo funkcioniše sa protokolima (standardima) za slike (JPEG, GIF, PNG, TIFF), kodiranja (ASCII, EBDIC), muziku i video (MPEG) itd.

sloj sesije

Sloj sesije ili sloj sesije (sloj sesije) - kao što naziv implicira, on organizuje komunikacijsku sesiju između računara. Dobar primjer bi bile audio i video konferencije, na ovom nivou se postavlja koji će kodek kodirati signal, a ovaj kodek mora biti prisutan na obje mašine. Drugi primjer je SMPP protokol (Short message peer-to-peer protocol), uz pomoć kojeg se šalju dobro poznati SMS i USSD zahtjevi. I posljednji primjer: PAP (Password Authentication Protocol) je stari protokol za slanje korisničkog imena i lozinke na server bez enkripcije.

Neću reći ništa više o nivou sesije, inače ćemo se upustiti u dosadne karakteristike protokola. A ako vas (funkcije) zanimaju, pišite mi ili ostavite poruku u komentarima sa zahtjevom da detaljnije otkrijete temu, a novi članak neće dugo trajati;)

transportni sloj

Transportni sloj (transportni sloj) - ovaj sloj osigurava pouzdanost prijenosa podataka od pošiljaoca do primaoca. Zapravo, sve je vrlo jednostavno, na primjer, komunicirate pomoću web kamere sa svojim prijateljem ili učiteljem. Postoji li potreba za pouzdanom isporukom svakog bita prenesene slike? Naravno da ne, ako se izgubi nekoliko bitova iz striming videa, to nećete ni primijetiti, čak se ni slika neće promijeniti (možda će se promijeniti boja jednog piksela od 900.000 piksela, koji će treptati brzinom od 24 kadra u sekundi).

A sada dajemo primjer: prijatelj vam šalje (na primjer, putem pošte) važne informacije ili program u arhivi. Ovu arhivu preuzimate na svoj računar. Ovdje je potrebna 100% pouzdanost, jer. ako se prilikom preuzimanja arhive izgubi par bitova, kasnije je nećete moći raspakovati, tj. izdvojiti potrebne podatke. Ili zamislite da pošaljete lozinku na server, a jedan bit se izgubi usput - lozinka će već izgubiti svoj oblik i vrijednost će se promijeniti.

Dakle, kada gledamo video zapise na internetu, ponekad vidimo neke artefakte, kašnjenja, buku itd. A kada čitamo tekst sa web stranice, gubitak (ili izobličenje) slova nije dozvoljen, a kada preuzimamo programe, također sve ide bez grešaka.

Na ovom nivou ću izdvojiti dva protokola: UDP i TCP. UDP protokol (User Datagram Protocol) prenosi podatke bez uspostavljanja veze, ne priznaje isporuku podataka i ne pokušava ponovo. TCP protokol (Transmission Control Protocol), koji uspostavlja vezu prije prijenosa, potvrđuje isporuku podataka, ponavlja ako je potrebno, jamči integritet i ispravan slijed preuzetih podataka.

Dakle, za muziku, video, video konferencije i pozive koristimo UDP (prenosimo podatke bez verifikacije i bez odlaganja), a za tekst, programe, lozinke, arhive itd. – TCP (prijenos podataka sa potvrdom prijema, traje više vremena).

mrežni sloj

Mrežni sloj - Ovaj sloj definira putanju preko koje će se prenositi podaci. I, inače, ovo je treći nivo OSI mrežnog modela, a postoje uređaji koji se samo nazivaju uređaji trećeg nivoa - ruteri.

Svi smo čuli za IP adresu, a to je ono što IP (Internet Protocol) radi. IP adresa je logička adresa na mreži.

Protokola na ovom nivou ima dosta, a kasnije ćemo detaljnije analizirati sve te protokole u posebnim člancima i primjerima. Za sada ću navesti samo neke od popularnih.

Kako su svi čuli za IP adresu i ping komandu, ovako funkcionira ICMP protokol.

Isti ruteri (sa kojima ćemo raditi u budućnosti) koriste protokole ovog nivoa za rutiranje paketa (RIP, EIGRP, OSPF).

Sloj veze

Sloj veze (sloj veze podataka) - potreban nam je za interakciju mreža na fizičkom nivou. Vjerovatno su svi čuli za MAC adresu, ovdje je to fizička adresa. Uređaji sloja veze - prekidači, čvorišta, itd.

IEEE (Institut inženjera elektronike i elektronike - Institut inženjera elektrotehnike i elektronike) definira sloj veze kao dva podsloja: LLC i MAC.

LLC - Kontrola logičke veze, dizajnirana za interakciju sa gornjim nivoom.

MAC - kontrola pristupa medijima, dizajnirana za interakciju sa nižim nivoom.

Da objasnim na primjeru: vaš računar (laptop, komunikator) ima mrežnu karticu (ili neki drugi adapter), tako da postoji drajver za interakciju s njim (sa karticom). Vozač je neki program- gornji podnivo nivoa kanala, preko kojeg je samo moguće komunicirati sa nižim nivoima, odnosno sa mikroprocesorom ( gvožđe) je donji podnivo sloja veze.

Postoji mnogo tipičnih predstavnika na ovom nivou. PPP (Point-to-Point) je protokol za direktno povezivanje dva računara. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - standard prenosi podatke na udaljenosti do 200 kilometara. CDP (Cisco Discovery Protocol) je vlasnički (proprietary) protokol u vlasništvu Cisco Systems-a, pomoću kojeg možete otkriti susjedne uređaje i dobiti informacije o tim uređajima.

Fizički sloj

Fizički sloj (fizički sloj) je najniži sloj koji direktno prenosi tok podataka. Protokoli su nam svima dobro poznati: Bluetooth, IRDA (Infracrveni), bakrene žice (upredena parica, telefonska linija), Wi-Fi itd.

Zaključak

Dakle, analizirali smo OSI mrežni model. U sljedećem dijelu, počnimo s TCP/IP mrežnim modelom, on je manji i protokoli su isti. Da biste uspješno položili CCNA testove, potrebno je uporediti i identificirati razlike, što će biti učinjeno.

Za koordinaciju rada mrežnih uređaja različitih proizvođača, kako bi se osigurala interakcija mreža koje koriste različiti medij za širenje signala, kreiran je referentni model međusobnog povezivanja otvorenih sistema (OSI). Referentni model je izgrađen na hijerarhijskoj osnovi. Svaki sloj pruža uslugu višem sloju i koristi usluge nižeg sloja.

Obrada podataka počinje od sloja aplikacije. Nakon toga, podaci prolaze kroz sve slojeve referentnog modela, a kroz fizički sloj se šalju u komunikacijski kanal. Na prijemu se vrši obrnuta obrada podataka.

OSI referentni model uvodi dva koncepta: protokol I interfejs.

Protokol je skup pravila na osnovu kojih slojevi različitih otvorenih sistema međusobno djeluju.

Interfejs je skup sredstava i metoda interakcije između elemenata otvorenog sistema.

Protokol definiše pravila za interakciju modula istog nivoa u različitim čvorovima, a interfejs određuje pravila za interakciju modula susednih nivoa u istom čvoru.

Ukupno postoji sedam slojeva referentnog modela OSI. Vrijedi napomenuti da pravi stekovi koriste manje nivoa. Na primjer, popularni TCP/IP koristi samo četiri sloja. Žašto je to? Objasnićemo malo kasnije. Pogledajmo sada svaki od sedam nivoa posebno.

Slojevi OSI modela:

• fizički nivo. Određuje vrstu medija za prenos podataka, fizičke i električne karakteristike interfejsa, vrstu signala. Ovaj sloj se bavi bitovima informacija. Primjeri protokola fizičkog sloja: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
• nivo kanala. Odgovoran za pristup mediju za prenos, ispravljanje grešaka, pouzdan prenos podataka. Na recepciji Podaci primljeni sa fizičkog sloja se pakuju u okvire, nakon čega se provjerava njihov integritet. Ako nema grešaka, tada se podaci prenose na mrežni sloj. Ako postoje greške, okvir se odbacuje i generira se zahtjev za ponovni prijenos. Sloj veze je podijeljen na dva podsloja: MAC (Kontrola pristupa medijima) i LLC (Lokalna kontrola veze). MAC reguliše pristup zajedničkom fizičkom mediju. LLC pruža uslugu mrežnog sloja. Prekidači rade na sloju veze. Primjeri protokola: Ethernet, PPP.
• mrežni sloj. Njegovi glavni zadaci su rutiranje - određivanje optimalnog puta za prijenos podataka, logičko adresiranje čvorova. Dodatno, ovom nivou se mogu dodijeliti zadaci rješavanja problema na mreži (ICMP protokol). Mrežni sloj se bavi paketima. Primjeri protokola: IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
• transportni sloj. Dizajniran za isporuku podataka bez grešaka, gubitka i dupliciranja u redoslijedu kojim su preneseni. Obavlja end-to-end kontrolu prenosa podataka od pošiljaoca do primaoca. Primjeri protokola: TCP, UDP.
• nivo sesije. Upravlja kreiranjem/održavanjem/prekidanjem komunikacijske sesije. Primjeri protokola: L2TP, RTCP.
• Izvršni nivo. Vrši transformaciju podataka u željeni oblik, šifriranje/kodiranje, kompresiju.
• Nivo aplikacije. Obavlja interakciju između korisnika i mreže. Interagira sa aplikacijama na strani klijenta. Primjeri protokola: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

Nakon upoznavanja sa referentnim modelom, razmotrit ćemo stog TCP / IP protokola.

TCP/IP model definira četiri sloja. Kao što možete vidjeti na gornjoj slici, jedan TCP/IP sloj može odgovarati nekoliko slojeva OSI modela.

Slojevi TCP/IP modela:

• Sloj mrežnog interfejsa. Odgovara dva niža sloja OSI modela: link i fizički. Na osnovu ovoga jasno je da ovaj nivo određuje karakteristike prenosnog medija (upletena parica, optičko vlakno, radio zračni), vrstu signala, način kodiranja, pristup mediju za prijenos, ispravljanje grešaka, fizičko adresiranje (MAC). adrese). U TCP/IP modelu, Ethrnet protokol i njegovi derivati ​​(Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) rade na ovom nivou.
• Interworking layer. Odgovara mrežnom sloju OSI modela. Preuzima sve njegove funkcije: rutiranje, logičko adresiranje (IP adrese). IP protokol radi na ovom nivou.
• transportni sloj. Odgovara transportnom sloju OSI modela. Odgovoran za isporuku paketa od izvora do odredišta. Na ovom nivou su uključena dva protokola: TCP i UDP. TCP je pouzdaniji od UDP-a tako što daje zahtjeve za pre-vezivanje za ponovni prijenos kada se pojave greške. Međutim, u isto vrijeme, TCP je sporiji od UDP-a.
• Nivo aplikacije. Njegov glavni zadatak je interakcija s aplikacijama i procesima na hostovima. Primjeri protokola: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Enkapsulacija je metoda pakovanja paketa podataka, u kojoj se servisna zaglavlja paketa, nezavisno jedno od drugog, apstrahuju iz zaglavlja nižih nivoa uključivanjem u više nivoe.

Pogledajmo konkretan primjer. Pretpostavimo da želimo da sa računara dođemo do sajta. Da bismo to učinili, naš računar mora pripremiti http zahtjev za primanje resursa web servera na kojem je pohranjena stranica stranice koja nam je potrebna. Na sloju aplikacije, HTTP zaglavlje se dodaje podacima (Podacima) pretraživača. Dalje, na nivou transporta, našem paketu se dodaje TCP zaglavlje koje sadrži brojeve portova pošiljaoca i primaoca (port 80 za HTTP). Na nivou mreže formira se IP zaglavlje koje sadrži IP adrese pošiljaoca i primaoca. Neposredno prije prijenosa, na sloju veze podataka se dodaje Ethernet zaglavlje, koje sadrži fizičke (MAC adrese) pošiljaoca i primaoca. Nakon svih ovih procedura, paket u obliku bitova informacija se prenosi preko mreže. Prilikom prijema, proces je obrnut. Web server na svakom nivou će provjeriti odgovarajuće zaglavlje. Ako je provjera uspješna, tada se zaglavlje odbacuje i paket ide na gornji nivo. U suprotnom, cijeli paket se ispušta.

Pretplatite se na naše

čiji razvoj nije bio povezan sa OSI modelom.

Slojevi OSI modela

Model se sastoji od 7 nivoa koji se nalaze jedan iznad drugog. Slojevi stupaju u interakciju jedni s drugima (vertikalno) preko interfejsa i mogu komunicirati sa paralelnim slojem drugog sistema (horizontalno) putem protokola. Svaki nivo može komunicirati samo sa svojim susjedima i obavljati funkcije koje su dodijeljene samo njemu. Više detalja može se vidjeti na slici.

OSI model
Tip podataka	Nivo	Funkcije
Podaci	7. Aplikacioni sloj	Pristup online uslugama
	6. Prezentacijski sloj	Predstavljanje i kodiranje podataka
	5. Sloj sesije	Upravljanje sesijama
Segmenti	4. Transport	Direktna komunikacija između krajnjih tačaka i pouzdanost
Paketi	3. Umreženo	Određivanje rute i logičko adresiranje
Osoblje	2. Kanal	Fizičko adresiranje
bits	1. Fizički sloj	Rad sa medijima, signalima i binarnim podacima

Nivo aplikacije (Aplikacija) (eng. aplikacioni sloj)

Najviši nivo modela omogućava interakciju korisničkih aplikacija sa mrežom. Ovaj sloj omogućava aplikacijama da koriste mrežne usluge kao što su daljinski pristup datotekama i bazama podataka, prosljeđivanje e-pošte. Također je odgovoran za prijenos servisnih informacija, pruža aplikacijama informacije o greškama i generira zahtjeve za prezentacijski sloj. Primjer: HTTP , POP3 , SMTP , FTP , XMPP , OSCAR , BitTorrent , MODBUS, SIP

Izvršni (prezentacijski sloj) prezentacijski sloj)

Ovaj sloj je odgovoran za konverziju protokola i kodiranje/dekodiranje podataka. On pretvara zahtjeve aplikacije primljene sa sloja aplikacije u format za prijenos preko mreže i pretvara podatke primljene iz mreže u format razumljiv aplikacijama. Na ovom nivou može se izvršiti kompresija/dekompresija ili kodiranje/dekodiranje podataka, kao i preusmjeravanje zahtjeva na drugi mrežni resurs ako se ne mogu lokalno obraditi.

Sloj 6 (reprezentacije) referentnog modela OSI je obično međuprotokol za pretvaranje informacija iz susjednih slojeva. Ovo omogućava komunikaciju između aplikacija na različitim računarskim sistemima na način koji je transparentan za aplikacije. Prezentacijski sloj omogućava formatiranje i transformaciju koda. Formatiranje koda se koristi kako bi se osiguralo da aplikacija prima informacije za obradu koje za nju imaju smisla. Ako je potrebno, ovaj sloj može prevesti iz jednog formata podataka u drugi. Sloj prezentacije bavi se ne samo formatima i prezentacijom podataka, već se bavi i strukturama podataka koje koriste programi. Dakle, sloj 6 obezbeđuje organizaciju podataka tokom njihovog prenosa.

Da biste razumjeli kako ovo funkcionira, zamislite da postoje dva sistema. Jedan koristi EBCDIC prošireni binarni kod za razmjenu informacija, kao što je IBM mainframe, za predstavljanje podataka, a drugi koristi američki standardni ASCII kod za razmjenu informacija (koji koristi većina drugih proizvođača računara). Ako ova dva sistema trebaju razmjenjivati ​​informacije, tada je potreban sloj prezentacije za izvođenje transformacije i prevođenje između dva različita formata.

Druga funkcija koja se izvodi na nivou prezentacije je enkripcija podataka, koja se koristi u slučajevima kada je potrebno zaštititi prenesene informacije od primanja od strane neovlaštenih primatelja. Da bi postigli ovaj zadatak, procesi i kod na sloju prikaza moraju izvršiti transformacije podataka. Na ovoj razini postoje i druge potprograme koje komprimiraju tekstove i pretvaraju grafičke slike u bitstreamove tako da se mogu prenositi preko mreže.

Standardi na nivou prezentacije takođe definišu kako se grafika predstavlja. U tu svrhu može se koristiti PICT format, format slike koji se koristi za prijenos QuickDraw grafike između programa za Macintosh i PowerPC računare. Drugi format prezentacije je označeni format TIFF slikovne datoteke, koji se obično koristi za bitmape visoke rezolucije. Sljedeći standard na nivou prezentacije koji se može koristiti za grafiku je onaj koji je razvio Joint Photographic Expert Group; u svakodnevnoj upotrebi, ovaj standard se jednostavno naziva JPEG.

Postoji još jedna grupa standarda nivoa prezentacije koji definišu prezentaciju zvuka i filmova. Ovo uključuje digitalni interfejs muzičkih instrumenata (MIDI) za digitalno predstavljanje muzike, koji je razvila Cinematography Expert Group, MPEG standard, koji se koristi za kompresiju i kodiranje video zapisa na CD-u, njihovo digitalno skladištenje i prenos brzinom do 1,5 Mbps. /s i QuickTime, standard koji opisuje audio i video elemente za programe koji se pokreću na Macintosh i PowerPC računarima.

Sloj sesije sloj sesije)

5. nivo modela je odgovoran za održavanje komunikacijske sesije, omogućavajući aplikacijama da međusobno komuniciraju dugo vremena. Sloj upravlja kreiranjem/prekidanjem sesije, razmjenom informacija, sinhronizacijom zadataka, određivanjem prava na prijenos podataka i održavanjem sesije tokom perioda neaktivnosti aplikacije. Sinhronizacija prijenosa je osigurana postavljanjem kontrolnih tačaka u tok podataka, iz kojih se proces nastavlja ako je interakcija prekinuta.

Transportni sloj transportni sloj)

4. nivo modela je dizajniran za isporuku podataka bez grešaka, gubitaka i dupliciranja u redoslijedu kojim su preneseni. Istovremeno, nije bitno koji se podaci prenose, odakle i gdje, odnosno obezbjeđuje sam mehanizam prijenosa. On dijeli blokove podataka na fragmente, čija veličina ovisi o protokolu, kombinuje kratke u jedan i dijeli dugačke. Primjer: TCP, UDP.

Postoje mnoge klase protokola transportnog sloja, u rasponu od protokola koji pružaju samo osnovne transportne funkcije (na primjer, funkcije prijenosa podataka bez potvrde), do protokola koji osiguravaju da se više paketa podataka isporučuje na odredište u ispravnom nizu, multipleksiraju više podataka tokovi, obezbjeđuju mehanizam kontrole toka podataka i garantuju validnost primljenih podataka.

Neki protokoli mrežnog sloja, koji se nazivaju protokoli bez veze, ne jamče da se podaci isporučuju na odredište onim redoslijedom kojim ih je poslao izvorni uređaj. Neki transportni slojevi se bave ovim prikupljanjem podataka u pravom redosledu pre nego što ih prosleđuju sloju sesije. Multipleksiranje (multipleksiranje) podataka znači da je transportni sloj u stanju istovremeno obraditi više tokova podataka (tokovi mogu dolaziti iz različitih aplikacija) između dva sistema. Mehanizam kontrole toka je mehanizam koji vam omogućava da regulišete količinu podataka koji se prenose iz jednog sistema u drugi. Protokoli transportnog sloja često imaju funkciju kontrole isporuke podataka, prisiljavajući prijemni sistem da pošalje potvrde strani koja prenosi da su podaci primljeni.

Možete opisati rad protokola sa uspostavljanjem veze na primjeru konvencionalnog telefona. Protokoli ove klase započinju prijenos podataka pozivanjem ili postavljanjem rute paketa od izvora do odredišta. Nakon toga počinje serijski prijenos podataka, a zatim se na kraju prijenosa veza prekida.

Protokoli bez veze koji šalju podatke koji sadrže kompletne informacije o adresi u svakom paketu rade slično kao sistem pošte. Svako pismo ili paket sadrži adresu pošiljaoca i primaoca. Zatim, svaka posrednička pošta ili mrežni uređaj čita informacije o adresi i donosi odluku o usmjeravanju podataka. Pismo ili paket podataka se prenosi sa jednog posrednog uređaja na drugi dok se ne isporuči primaocu. Protokoli bez veze ne garantuju da će informacije stići primaocu onim redom kojim su poslate. Transportni protokoli su odgovorni za postavljanje podataka u odgovarajućem redoslijedu kada se koriste mrežni protokoli bez povezivanja.

Mrežni sloj mrežni sloj)

Treći sloj OSI mrežnog modela je dizajniran da odredi put prijenosa podataka. Odgovoran je za prevođenje logičkih adresa i imena u fizičke, određivanje najkraćih ruta, prebacivanje i rutiranje, praćenje mrežnih problema i zagušenja. Mrežni uređaj kao što je ruter radi na ovom nivou.

Protokoli mrežnog sloja usmjeravaju podatke od izvora do odredišta.

Sloj veze sloj veze podataka)

Ovaj sloj je dizajniran da osigura interakciju mreža na fizičkom sloju i kontroliše greške koje se mogu pojaviti. Pakuje podatke primljene sa fizičkog sloja u okvire, provjerava integritet, ispravlja greške ako je potrebno (šalje ponovljeni zahtjev za oštećeni okvir) i šalje ga mrežnom sloju. Sloj veze može komunicirati s jednim ili više fizičkih slojeva, kontrolirajući i upravljajući ovom interakcijom. IEEE 802 specifikacija dijeli ovaj nivo na 2 podnivoa - MAC (Media Access Control) reguliše pristup zajedničkom fizičkom mediju, LLC (Logical Link Control) pruža uslugu na nivou mreže.

U programiranju ovaj nivo predstavlja drajver mrežne kartice, u operativnim sistemima postoji programsko sučelje za međusobnu interakciju nivoa kanala i mreže, ovo nije novi nivo, već jednostavno implementacija modela za određeni OS . Primjeri takvih sučelja: ODI , NDIS

Fizički sloj fizički sloj)

Najniži nivo modela je namenjen direktno za prenos toka podataka. Obavlja prijenos električnih ili optičkih signala u kablovsku ili radijsku mrežu i, shodno tome, njihov prijem i pretvaranje u bitove podataka u skladu sa metodama kodiranja digitalnih signala. Drugim riječima, pruža sučelje između mrežnog operatera i mrežnog uređaja.

Protokoli: IRDA, USB, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet (uključujući 10BASE-T, 10BASE2,

Glavni nedostatak OSI je loše osmišljen transportni sloj. Na njemu OSI omogućava razmjenu podataka između aplikacija (uvodeći koncept luka- identifikator aplikacije), međutim, mogućnost razmjene jednostavnih datagrama (tipa UDP) nije predviđena u OSI - transportni sloj mora formirati veze, osigurati isporuku, kontrolirati tok itd. (TCP tipa). Pravi protokoli implementiraju ovu mogućnost.

TCP/IP porodica

TCP/IP familija ima tri transportna protokola: TCP, koji je u potpunosti kompatibilan sa OSI, omogućava verifikaciju prijema podataka, UDP, koji odgovara transportnom sloju samo prisustvom porta, obezbeđuje razmenu datagrama između aplikacija, ne garantuje prijem podataka, i SCTP, dizajniran da eliminiše neke od nedostataka TCP-a i u koji su dodane neke inovacije. (Postoji oko dvije stotine drugih protokola u TCP/IP porodici, od kojih je najpoznatiji servisni protokol ICMP, koji se koristi interno za osiguranje rada; ostali također nisu transportni protokoli.)

IPX/SPX porodica

U IPX/SPX porodici, portovi (koji se nazivaju „utičnice“ ili „soketi“) pojavljuju se u protokolu IPX mrežnog sloja, omogućavajući razmjenu datagrama između aplikacija (operativni sistem rezerviše neke od utičnica za sebe). SPX protokol, zauzvrat, dopunjuje IPX sa svim ostalim mogućnostima transportnog sloja u potpunoj saglasnosti sa OSI.

Za adresu hosta, IPX koristi identifikator formiran od mrežnog broja od četiri bajta (dodijeljenog od strane rutera) i MAC adrese mrežnog adaptera.

DOD model

Stog TCP/IP protokola koji koristi pojednostavljeni četveroslojni OSI model.

Adresiranje u IPv6

Odredišna i izvorna adresa u IPv6 su dugačke 128 bita ili 16 bajtova. Verzija 6 generalizira posebne tipove adresa verzije 4 u sljedeće tipove adresa:

• Unicast je individualna adresa. Određuje jedan čvor - port računara ili rutera. Paket mora biti dostavljen do čvora najkraćim putem.
• Klaster je adresa klastera. Označava grupu hostova koji dijele zajednički adresni prefiks (na primjer, priključeni na istu fizičku mrežu). Paket se mora usmjeriti do grupe čvorova duž najkraće staze, a zatim isporučiti samo jednom od članova grupe (na primjer, najbližem čvoru).
• Multicast je adresa skupa hostova, moguće na različitim fizičkim mrežama. Kopije paketa moraju biti isporučene svakom čvoru u skupu koristeći hardverske mogućnosti multicast ili broadcast, ako je moguće.

Kao i kod IPv4, IPv6 adrese su podijeljene u klase na osnovu vrijednosti nekoliko najznačajnijih bitova adrese.

Većina časova je rezervisana za buduću upotrebu. Za praktičnu upotrebu najzanimljiviji je čas namijenjen internet provajderima, tzv Unicast dodijeljen provajderu.

Adresa ove klase ima sledeću strukturu:

Svakom ISP-u je dodijeljen jedinstveni identifikator koji označava sve mreže koje podržava. Zatim, provajder dodeljuje jedinstvene identifikatore svojim pretplatnicima i koristi oba identifikatora kada dodeljuje blok adresa pretplatnika. Pretplatnik sam dodeljuje jedinstvene identifikatore svojim podmrežama i čvorovima ovih mreža.

Pretplatnik može koristiti tehniku ​​podmreže koja se koristi u IPv4 da dalje podijeli polje ID podmreže na manja polja.

Opisana šema aproksimira IPv6 šemu adresiranja onima koja se koriste u teritorijalnim mrežama kao što su telefonske mreže ili X.25 mreže. Hijerarhija adresnih polja će omogućiti ruterima okosnice da rade samo sa višim delovima adrese, ostavljajući obradu manje značajnih polja ruterima pretplatnika.

Najmanje 6 bajtova mora biti dodijeljeno pod Host ID poljem da bi se mogle koristiti LAN MAC adrese direktno u IP adresama.

Za kompatibilnost sa IPv4 verzijom šeme adresiranja, IPv6 ima klasu adresa koje imaju 0000 0000 u bitovima višeg reda adrese. Donja 4 bajta ove adrese klase moraju sadržavati IPv4 adresu. Usmjerivači koji podržavaju obje verzije adresa moraju osigurati prijevod prilikom prosljeđivanja paketa iz mreže koja podržava IPv4 adresiranje u mrežu koja podržava IPv6 adresiranje, i obrnuto.

Kritika

Neki stručnjaci su kritizirali sedmoslojni OSI model. Konkretno, u klasičnoj knjizi UNIX. System Administrator's Guide" od Evi Nemeth i drugih pišu:

... Dok su se ISO komiteti prepirali oko svojih standarda, cijeli koncept umrežavanja se mijenjao iza njihovih leđa i TCP/IP protokol se uvodio širom svijeta. …
…
I tako, kada su ISO protokoli konačno implementirani, pojavili su se brojni problemi:
Ovi protokoli su bili zasnovani na konceptima koji nemaju smisla u današnjim mrežama.
Njihove specifikacije su u nekim slučajevima bile nepotpune.
Po svojoj funkcionalnosti bili su inferiorni u odnosu na druge protokole.
Prisustvo više slojeva učinilo je ove protokole sporim i teškim za implementaciju.
…
… Sada čak i najrevnosniji pristalice ovih protokola priznaju da OSI postepeno ide ka tome da postane mala fusnota na stranicama kompjuterske istorije.

Savremeni IT svijet je ogromna granasta struktura koju je teško razumjeti. Da bi se pojednostavilo razumevanje i poboljšalo otklanjanje grešaka, u fazi projektovanja protokola i sistema korišćena je modularna arhitektura. Mnogo nam je lakše otkriti da je problem u video čipu kada je video kartica odvojen uređaj od ostatka opreme. Ili uočiti problem u posebnom dijelu mreže nego lopati cijelu mrežu u cjelini.

Odvojeni sloj IT-a - mreža - također je izgrađen na modularni način. Mrežni operativni model naziva se referentni referentni model mreže ISO/OSI otvorenih sistema interkonekcije. Ukratko - OSI model.

OSI model se sastoji od 7 slojeva. Svaki nivo je apstrahovan od drugih i ne zna ništa o njihovom postojanju. OSI model se može uporediti sa uređajem automobila: motor radi svoj posao, stvara obrtni moment i daje ga mjenjaču. Motor apsolutno ne zanima šta će se dalje dešavati sa ovim obrtnim momentom. Hoće li okretati kotač, gusjenicu ili propeler. Baš kao i točak, nije važno odakle dolazi ovaj obrtni moment - od motora ili radilice koju mehaničar okreće.

Ovdje je potrebno dodati koncept nosivosti. Svaki nivo nosi određenu količinu informacija. Neke od ovih informacija su korisne za ovaj nivo, na primjer, adresa. IP adresa stranice nam ne pruža nikakve korisne informacije. Brinemo se samo o mačkama koje nam stranica prikazuje. Dakle, ovo korisno opterećenje se prenosi u onom dijelu sloja koji se naziva jedinica podataka protokola (PDU).

Slojevi OSI modela

Pogledajmo bliže svaki sloj OSI modela.

1 nivo. fizički ( fizički). Jedinica opterećenja ( PDU) evo malo. Osim jedinica i nula, fizički nivo ne zna ništa. Žice, patch paneli, mrežna čvorišta (hubova koja je sada teško pronaći u mrežama na koje smo navikli), mrežni adapteri rade na ovom nivou. To su mrežni adapteri i ništa više od računara. Sam mrežni adapter prima niz bitova i prosljeđuje ga dalje.

2. nivo. kanal ( data link). PDU - okvir ( okvir). Adresiranje se pojavljuje na ovom nivou. Adresa je MAC adresa. Sloj veze je odgovoran za isporuku okvira do odredišta i njihov integritet. U mrežama na koje smo navikli, ARP protokol radi na sloju veze podataka. Adresiranje drugog nivoa radi samo unutar jednog mrežnog segmenta i ne zna ništa o rutiranju - njime upravlja viši nivo. Shodno tome, uređaji koji rade na L2 su prekidači, mostovi i drajver mrežnog adaptera.

3. nivo. mreža ( mreže). PDU paket ( paket). Najčešći protokol (neću dalje govoriti o „najčešćem“ - članak za početnike i oni se u pravilu ne susreću s egzotikom) ovdje je IP. Adresiranje se odvija putem IP adresa, koje se sastoje od 32 bita. Protokol je rutabilan, odnosno paket može doći do bilo kojeg dijela mreže preko određenog broja rutera. Ruteri rade na L3.

4. nivo. transport ( transport). PDU segment ( segment)/datagram ( datagram). Na ovom nivou pojavljuju se koncepti portova. Ovdje rade TCP i UDP. Protokoli ovog sloja su odgovorni za direktnu komunikaciju između aplikacija i za pouzdanost isporuke informacija. Na primjer, TCP može zatražiti ponovni prijenos podataka u slučaju da su podaci primljeni pogrešno ili nisu svi. TCP također može promijeniti brzinu prijenosa podataka ako strana koja prima nema vremena da prihvati sve (TCP Window Size).

Sljedeći nivoi su samo "ispravno" implementirani u RFC-u. U praksi, protokoli opisani na sledećim nivoima rade istovremeno na nekoliko nivoa OSI modela, tako da ne postoji jasno razdvajanje na nivoe sesije i prezentacije. U tom smislu, glavni stek koji se trenutno koristi je TCP/IP, o čemu ćemo govoriti u nastavku.

Nivo 5 sesija ( sjednici). PDU podataka ( podaci). Upravlja komunikacijskom sesijom, razmjenom informacija, pravima. Protokoli - L2TP, PPTP.

6. nivo. Izvršni ( prezentacija). PDU podataka ( podaci). Prezentacija i enkripcija podataka. JPEG, ASCII, MPEG.

7. nivo. Primijenjeno ( aplikacija). PDU podataka ( podaci). Najbrojniji i najraznovrsniji nivo. Pokreće sve protokole visokog nivoa. Kao što su POP, SMTP, RDP, HTTP, itd. Protokoli ovdje ne moraju razmišljati o usmjeravanju ili jamčenju isporuke informacija - ovim se bave niži slojevi. Na nivou 7 potrebno je samo implementirati određene radnje, na primjer, primanje html koda ili e-mail poruke određenom primaocu.

Zaključak

Modularnost OSI modela omogućava vam da brzo pronađete problematična područja. Na kraju krajeva, ako nema pinga (3-4 nivoa) do sajta, nema smisla kopati u slojeve iznad (TCP-HTTP) kada sajt nije prikazan. Apstrahujući od drugih nivoa, lakše je pronaći grešku u problematičnom delu. Po analogiji s automobilom - ne provjeravamo svijeće kada smo probili točak.

OSI model je referentni model - neka vrsta sfernog konja u vakuumu. Njegov razvoj je trajao veoma dugo. Paralelno s tim, razvijen je stog TCP / IP protokola, koji se trenutno aktivno koristi u mrežama. Shodno tome, može se povući analogija između TCP/IP i OSI.

OSI mrežni model- ovo je referentni model za interakciju otvorenih sistema, na engleskom zvuči kao Open Systems Interconnection Basic Reference Model. Njegova svrha u generaliziranom predstavljanju sredstava mrežne interakcije.

Odnosno, OSI model je generalizovani standard za programere softvera, zahvaljujući kojem svaki računar može podjednako dešifrovati podatke koji se prenose sa drugog računara. Da bude jasno, dat ću primjer iz stvarnog života. Poznato je da pčele vide sve oko sebe u ultraljubičastom svjetlu. Odnosno, naše oko i pčela istu sliku percipiraju na potpuno različite načine, a ono što insekti vide može biti neprimjetno ljudskom vidu.

Isto je i sa računarima - ako jedan programer napiše aplikaciju na nekom programskom jeziku koji njegov računar razume, ali nije dostupan nijednom drugom, onda ni na jednom drugom uređaju nećete moći da pročitate dokument koji kreira ova aplikacija. Stoga smo došli na ideju da se pri pisanju aplikacija pridržavamo jedinstvenih pravila koja su svima razumljiva.

Radi jasnoće, proces rada mreže se obično dijeli na 7 nivoa, od kojih svaki pokreće svoju grupu protokola.

mrežni protokol su pravila i tehničke procedure koje omogućavaju umreženim računarima da se povežu i razmjenjuju podatke.
Grupa protokola ujedinjenih jednim krajnjim ciljem naziva se stog protokola.

Za obavljanje različitih zadataka, postoji nekoliko protokola koji se bave održavanjem sistema, kao što je TCP/IP stek. Pogledajmo bliže kako se informacije sa jednog računara šalju preko lokalne mreže na drugi računar.

Računarski zadaci SENDER:

• Preuzmite podatke iz aplikacije
• Izlomite ih u mala pakovanja ako je zapremina velika
• Pripremite se za prijenos, odnosno odredite rutu, šifrirajte i ponovno kodirajte u mrežni format.

Zadaci računara PRIMAOCA:

• Primajte pakete podataka
• Uklonite servisne informacije iz njega
• Kopirajte podatke u međuspremnik
• Nakon potpunog prijema svih paketa, formirajte početni blok podataka od njih
• Dajte ga aplikaciji

Da bi se sve ove operacije ispravno izvele, potreban je jedan skup pravila, odnosno OSI referentni model.

Vratimo se OSI slojevima. Uobičajeno je da se broje obrnutim redoslijedom i u gornjem dijelu tabele su mrežne aplikacije, a u donjem dijelu je fizički medij za prijenos. Kako se podaci sa računara spuštaju direktno do mrežnog kabla, protokoli koji rade na različitim nivoima postepeno ih transformišu, pripremajući ih za fizički prenos.

Analizirajmo ih detaljnije.

7. Aplikacioni sloj (Application Layer)

Njegov zadatak je da preuzme podatke iz mrežne aplikacije i pošalje ih na 6. nivo.

6. Prezentacijski sloj

Prevodi ove podatke na jedan univerzalni jezik. Činjenica je da svaki računarski procesor ima svoj format obrade podataka, ali oni moraju ući u mrežu u jednom univerzalnom formatu - to je upravo ono što radi prezentacijski sloj.

5. Sloj sesije

Ima mnogo zadataka.

1. Uspostavite sesiju sa primaocem. Softver upozorava računar koji prima podatke da će mu podaci biti poslani.
2. Ovdje dolazi do prepoznavanja i zaštite imena:
   • identifikacija - prepoznavanje imena
   • autentikacija - provjera lozinke
   • registracija - dodjela ovlaštenja
3. Implementacija koja strana prenosi informacije i koliko dugo će to trajati.
4. Raspored kontrolnih tačaka u opštem toku podataka tako da se u slučaju gubitka nekog dela lako može ustanoviti koji je deo izgubljen i treba ga ponovo poslati.
5. Segmentacija - razbijanje velikog bloka u male pakete.

4. Transportni sloj

Pruža aplikacijama potreban stepen zaštite prilikom dostave poruka. Postoje dvije grupe protokola:

• Protokoli koji su orijentirani na povezivanje - oni prate isporuku podataka i opciono traže ponovno slanje ako ne uspije. Ovo je TCP, protokol kontrole prijenosa.
• Bez veze (UDP) - oni jednostavno šalju blokove i ne prate dalje njihovu isporuku.

3. Mrežni sloj (Network Layer)

Pruža prijenos paketa s kraja na kraj izračunavanjem njegove rute. Na ovom nivou, u paketima, svim prethodnim informacijama koje generišu drugi nivoi, dodaju se IP adrese pošiljaoca i primaoca. Od tog trenutka se paket podataka naziva sam PAKET, koji ima >> IP adrese (IP protokol je mrežni protokol).

2. Sloj veze podataka

Ovdje se paket prenosi unutar istog kabla, odnosno jedne lokalne mreže. Radi samo do rubnog rutera jednog LAN-a. Sloj veze dodaje svoje zaglavlje primljenom paketu - MAC adrese pošiljaoca i primaoca, i u ovom obliku blok podataka se već naziva FRAME.

Kada se prenosi izvan jedne lokalne mreže, paketu se dodjeljuje MAC ne hosta (računara), već rutera druge mreže. Odavde se pojavljuje pitanje sivih i bijelih IP adresa, o kojima je bilo riječi u članku na koji je dat link iznad. Siva je adresa unutar jedne lokalne mreže koja se ne koristi izvan nje. Bijela je jedinstvena adresa na cijelom globalnom Internetu.

Kada paket stigne na granični ruter, IP paketa se zamjenjuje IP-om ovog rutera i cijela lokalna mreža odlazi na globalnu, odnosno Internet, pod jednom jedinstvenom IP adresom. Ako je adresa bijela, onda se dio podataka sa IP adresom ne mijenja.

1. Fizički sloj (transportni sloj)

Odgovoran je za pretvaranje binarnih informacija u fizički signal koji se šalje na fizički kanal podataka. Ako je u pitanju kabl, onda je signal električni, a ako je mreža sa optičkim vlaknima, onda je to optički signal. Ova konverzija se vrši pomoću mrežnog adaptera.

Stokovi protokola

TCP/IP je stog protokola koji upravlja prijenosom podataka kako na lokalnoj mreži tako i na globalnom Internetu. Ovaj stog sadrži 4 nivoa, odnosno, prema OSI referentnom modelu, svaki od njih kombinuje nekoliko nivoa.

1. Primijenjeno (prema OSI - primijenjeno, prezentacija i sesija)
   Sljedeći protokoli su odgovorni za ovaj sloj:
   • TELNET - sesija udaljene komunikacije u obliku komandne linije
   • FTP - protokol za prijenos datoteka
   • SMTP - Mail Transfer Protocol
   • POP3 i IMAP - primanje pošte
   • HTTP - rad sa hipertekstualnim dokumentima
2. Transport (isto za OSI) je TCP i UDP koji je već opisan.
3. Internet rad (preko OSI - mreže) je IP protokol
4. Nivo mrežnih interfejsa (prema OSI - kanal i fizički) Za rad ovog nivoa odgovorni su drajveri mrežnog adaptera.

Terminologija pri određivanju bloka podataka

• Tok su podaci kojima se radi na nivou aplikacije.
• Datagram je blok izlaznih podataka sa UPD-om, odnosno koji nema zagarantovanu isporuku.
• Segment - blok zagarantovan za isporuku na izlazu iz TCP protokola
• Paket - blok izlaznih podataka iz IP protokola. pošto još nije garantovano da će biti isporučen na ovom nivou, može se nazvati i datagramom.
• Okvir je blok sa dodijeljenim MAC adresama.