Что нового

Article Краткая модель OSI|TCP/IP

gx6060 0

gx6060

Команда форума
10.11.2019
73
101
Приветствую уважаемую аудиторию форума Protey.

1616610576940.png


7. Прикладной уровень(Уровень модели OSI: 7)(Модель TCP/IP: Уровень приложений)

Функции уровня: Взаимодействие приложений для коммуникации.
Тип данных: Данные приложения.
Примеры: DNS, HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, DHCP, FTP, SSH, Telnet
Принцип работы:

Обеспечение взаимодействия приложений, используемых для коммуникации, и базовой сети, по которой передаются сообщения. Протоколы уровня приложений используются для обмена данными между программами, выполняемыми на узле источника и узле назначения.

DNS - Domain Name System (or Service): Преобразует имена доменов, например google.com, в IP-адреса.
⦁ TCP, UDP : 53 порт.

DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol: сетевой протокол, позволяющий сетевым устройствам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.
⦁ UDP клиент 68, сервер 67

3 способа распределения IP-адресов в протоколе DHCP:

Ручное распределение: Назначение IP- адреса вручную администратором.
Автоматическое распределение: Выделение свободного IP-адреса из определенного администратором диапазона.
Динамическое распределение: Адрес в аренду. Выдается на определенный срок, по истечении срока становиться свободным, клиент обязан запросить новый.


HTTP - Hypertext Transfer Protocol:

⦁ TCP 80, 8080
⦁ Задает правила обмена в Интернете текстом, графическими изображениями, звуковыми, видео и другими файлами мультимедиа по Интернету


HTTPS - HTTP Secure:

⦁ TCP, UDP 443
⦁ Браузер использует шифрование для безопасного подключения по протоколу HTTPS
⦁ Проводит аутентификацию веб-сайта, к которому подключается ваш браузер


FTP - File Transfer Protocol:

⦁ TCP 20 - 21
⦁ Устанавливает правила, которые позволяют пользователю получать доступ к файлам на других узлах и обмениваться ими по сети


POP3 - Post Office Protocol:

⦁ TCP 110
⦁ Позволяет клиентам получать электронные сообщения с почтового сервера
⦁ Загружает письмо в локальное почтовое приложение клиента


6. Уровень Представления(Уровень модели OSI: 6)(Модель TCP/IP: Уровень приложений)

Функции уровня: Преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных, понятныx приложениям.
Тип данных: Данные приложения.
Примеры: MKV, GIF, JPEG, PNG, MOV

Принцип работы:

⦁ Форматирование или представление данных из исходного устройства в форме, подходящей для получения устройством назначения.
⦁ Сжатие данных таким образом, чтобы их можно было распаковать на устройстве назначения.
⦁ Шифрование данных для передачи и дешифрование при получении.


5. Сеансовый Уровень(Уровень модели OSI: 5)(Модель TCP/IP: Уровень приложений)

Функции уровня: Поддержание сеанса связи.

Принцип работы:

  • Управление созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
  • Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия, перезапуск сеансов, которые были прерваны или неактивны в течение продолжительного времени.

4. Транспортный Уровень (Уровень модели OSI: 4)(Модель TCP/IP: Транспортный уровень)

Функции уровня: Доставка данных.
Тип данных: TCP Сегмент, UDP Датаграмма.
Примеры: TCP, UDP

Принцип работы:
  • Предоставляет сам механизм передачи, независимо от того какие данные куда предаются.
  • Размеры сегментов зависят от протокола: короткие объединяются в один, а длинные разбиваются.

Протокол управления передачей (Transmission Control Protocol -TCP):

  • Сегментация данных и повторная компоновка
  • Установление сессии - Устанавливает постоянное соединение(сеанс) перед пересылкой трафика между устройством источника и назначения. Согласование объема трафика для передачи в заданный момент времени.
  • Контроль передачи данных между устройствами.
  • Гарантия надежной доставки - Сегменты гарантированно будут доставлены, потерянные или поврежденные будут отправлены повторно.
  • Доставка в соответствующем порядке - Используется нумерация сегментов для сборки в соответствующем порядке.
  • Контроль потока передачи - При высокой загруженности сети, протокол TCP может потребовать от отправляющего приложения снизить скорость потока данных. Протокол TCP регулирует количество информации, передаваемой источником. Предотвращает повторную отправку данных в случае, если ресурсы получающего узла перегружены.

Пример трехстороннего рукопожатия

225748c2h7zhbk79872riz.png


Пример завершения соединения

tcp-close.png

Протокол пользовательских датаграмм (User Datagram Protocol - UDP):

⦁ Данные восстанавливаются в том порядке, в котором получены.
⦁ Потерянные сегменты повторно не отправляются.
⦁ Без установления сеанса связи.
⦁ Без уведомления отправителя о доступности ресурса.

Протокол используется в сферах где некоторые потери данных не являются критическими в основном видео/аудиосвязь.

3. Сетевой Уровень (Уровень модели OSI: 3)(Модель TCP/IP: Сетевой уровень)

Функции уровня: Определение пути передачи данных.
Тип данных: Пакет
Примеры: IPv4, IPv6, ICMP, Apple Talk, IPsec
Оборудование: Маршрутизатор
Принцип работы:

Основные операции для коммутации через границы сети:
  • Адресация оконечных устройств - Оконечным устройствам необходимо назначить уникальный IP-адрес для возможности их идентификации в сети.
  • Инкапсуляция - Сетевой уровень получает единицу данных протокола (PDU) от транспортного уровня. Во время выполнения процесса, который называется инкапсуляцией, сетевой уровень добавляет информацию заголовка IP, например IP-адрес узла источника (отправляющего) и узла назначения (получающего). Процесс инкапсуляции выполняется источником IP-пакета.
  • Маршрутизация - Сетевой уровень предоставляет сервисы, с помощью которых пакеты направляются к узлу назначения в другой сети.
  • Деинкапсуляция - По прибытии пакета на сетевой уровень узла назначения этот узел проверяет IP-заголовок пакета. Если IP-адрес назначения в заголовке совпадает с его собственным IP-адресом, заголовок IP удаляется из пакета. После деинкапсуляции пакета, выполняемой сетевым узлом, полученная единица данных протокола (PDU) уровня 4 пересылается соответствующей службе на транспортном уровне. Процесс деинкапсуляции выполняется конечным узлом IP-пакета.
Основные характеристики IP:

⦁ Без установления соединения - перед отправкой пакетов данных соединение с хостом назначения не устанавливается.
⦁ Негарантированная доставка - доставка пакетов не гарантируется.
⦁ Независимость от среды - работа не зависит от средства подключения


Принцип работы маршрутизатора:

⦁ Пересылает пакеты между различными сегментами сети на основе правил и таблиц маршрутизации.
⦁ Использует адрес получателя, указанный в заголовке пакета, и определяет по таблице маршрутизации путь, для передачи данных. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута — пакет отбрасывается.
⦁ Работает на 3 уровне(Сетевой) модели OSI


Два способа составления таблицы маршрутизации:

Статическая маршрутизация — Записи в таблице изменяются вручную администратором, наиболее стабильный способ требующий минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.
Динамическая маршрутизация — автоматическое обновление записи при помощи протоколов маршрутизации — RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, и др. Маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев(кол-во промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т. п.) Критерии вычисления оптимальных маршрутов чаще всего зависят от протокола маршрутизации, а также задаются конфигурацией маршрутизатора.


2. Канальный (Уровень модели OSI : 2)(Модель TCP/IP: Уровень сетевого доступа)

Функции уровня: Физическая адресация
Тип данных: Кадры
Примеры: ARP, PPP, Сетевая карта(NIC)
Оборудование: Коммутатор , Точка доступа, Сетевой мост

Принцип работы:

Подготовка сетевых данных для физической сети, отвечает за связь между сетевыми интерфейсными картами (NIC).

Канальный уровень выполняет следующие функции:

⦁ Обеспечение доступа верхних уровней к среде подключения.(Протокол верхнего уровня не знает тип среды для пересылки)
⦁ Получение данных(обычно пакеты уровня 3(IPv4 и IPv6)) и последующая инкапсуляция в кадры 2 уровня.
⦁ Управление передачей и приемом данных в среде передачи данных.
⦁ Обмен кадрами между узлами по физическим среде сетевого подключения.
⦁ Получение инкапсулированных данных(пакеты 3 уровня) и направление их на соответствующий протокол верхнего уровня.
⦁ Обнаружение ошибок и отброс поврежденного кадра.


Стандарт IEEE 802 LAN/MAN специфичны для сетей Ethernet, беспроводных локальных сетей (WLAN), беспроводных персональных сетей (WPAN) и других типов локальных и городских сетей. Уровень канала данных IEEE 802 LAN/MAN состоит из следующих двух подуровней:

Управление логическим соединением (Logical Link Control, LLC): Подуровень IEEE 802.2 взаимодействует между сетевым программным обеспечением на верхних слоях и аппаратным обеспечением устройства на нижних слоях. Он помещает в кадр информацию, указывающую, какой протокол сетевого уровня используется для данного кадра. Данная информация позволяет различным протоколам 3-го уровня, таким как IPv4 и IPv6, использовать один и тот же сетевой интерфейс и одно и то же средство подключения.
LLC использует данные сетевых протоколов, которые обычно представлены в виде IPv4 или IPv6 пакета, и добавляет управляющую информацию 2 уровня для доставки пакета к узлу назначения.

Управление доступом к среде (Media Access Control, MAC): Подуровень (IEEE 802.3, 802.11 или 802.15) определяет процессы доступа к среде, выполняемые оборудованием. Отвечает за инкапсуляцию данных и управление доступом к среде передачи данных. Обеспечивает адресацию уровня передачи данных и интегрирован с различными технологиями физического уровня.
Подуровень MAC управляет сетевым адаптером NIC и другим оборудованием, отвечающим за отправку и получение данных на проводном или беспроводном носителе LAN/MAN.

Подуровень MAC обеспечивает инкапсуляцию данных:


⦁ Разделение кадра: процесс формирования кадров предоставляет важные разделители для идентификации полей в кадре. Эти разграничивающие биты обеспечивают синхронизацию между передающими и получающими узлами.
⦁ Адресация: обеспечивает адресацию источника и назначения для переноса кадра уровня 2 между устройствами в одной и той же общей среде.
⦁ Обнаружение ошибок: каждый кадр содержит концевик, для выявления ошибок передачи.


Принцип работы коммутатора:

⦁ Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации, в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора.
⦁ Коммутатор анализирует фреймы (кадры) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице.
⦁ Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен.


Режимы коммутации:

С промежуточным хранением: Коммутатор проверяет кадр на отсутствие ошибок.
Сквозной: Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию.
Безфрагментный или гибридный: пакеты меньше 64 байт отбрасываются.


1. Физический(Уровень модели OSI: 2)(Модель TCP/IP: Уровень сетевого доступа)

Функции уровня: Работа со средой передачи данных, сигналами и двоичными данными.
Тип данных: Биты.
Оборудование: Концентратор, медиаконвертер, репитер(повторитель)
Примеры:
UTP, COAXIAL - Электрический сигнал
OF - световой импульс
WI-FI - радиосигнал

Принцип работы:

Обеспечивает средства транспортировки битов, принимает кадр от канального уровня и кодирует его в последовательность сигналов(электрические, оптические или радиосигналы) для последующей последовательной пересылки по сети. Закодированные биты, принимаются либо оконечным, либо промежуточным устройством.
Физический уровень узла назначения принимает эти отдельные сигналы от средств подключения, восстанавливает представляемые ими биты и передает эти биты на канальный уровень в виде целого кадра.
 
Верх Низ