Dans le modèle osi, le premier niveau est. Modèle de référence OSI

Dans l'article d'aujourd'hui, je veux revenir à l'essentiel et parler de Modèles d'interconnexion de systèmes ouverts OSI. Ce matériel sera utile aux administrateurs système novices et à tous ceux qui souhaitent créer des réseaux informatiques.

Tous les composants du réseau, du support de transmission de données à l'équipement, fonctionnent et interagissent les uns avec les autres selon un ensemble de règles décrites dans ce que l'on appelle modèles d'interaction de systèmes ouverts.

Modèle d'interopérabilité des systèmes ouverts OSI(Open System Interconnection) a été développé par l’organisation internationale selon les normes ISO (International Standards Organization).

Selon le modèle OSI, les données transmises de la source à la destination transitent sept niveaux . A chaque niveau, une tâche spécifique est effectuée, qui garantit finalement non seulement l'acheminement des données jusqu'à la destination finale, mais rend également leur transmission indépendante des moyens utilisés à cet effet. Ainsi, la compatibilité est obtenue entre des réseaux ayant des topologies et des équipements réseau différents.

La séparation de tous les outils réseau en couches simplifie leur développement et leur utilisation. Plus le niveau est élevé, plus le problème à résoudre est complexe. Les trois premières couches du modèle OSI ( physique, canal, réseau) sont étroitement liés au réseau et aux équipements réseau utilisés. Les trois derniers niveaux ( session, couche de présentation des données, application) sont implémentés à l'aide du système d'exploitation et des programmes d'application. Couche de transport agit comme intermédiaire entre ces deux groupes.

Avant d'être envoyées sur le réseau, les données sont divisées en forfaits , c'est-à-dire éléments d'information organisés de manière spécifique afin qu'ils soient compréhensibles par les appareils de réception et de transmission. Lors de l'envoi de données, le paquet est traité séquentiellement au moyen de tous les niveaux du modèle OSI, de l'application au physique. À chaque niveau, contrôlez les informations pour ce niveau (appelées en-tête de paquet ), nécessaire au transfert réussi des données sur le réseau.

En conséquence, ce message réseau commence à ressembler à un sandwich multicouche, qui doit être « comestible » pour l'ordinateur qui le reçoit. Pour ce faire, vous devez respecter certaines règles d'échange de données entre les ordinateurs du réseau. Ces règles sont appelées protocoles .

Du côté de la réception, le paquet est traité au moyen de toutes les couches du modèle OSI dans l'ordre inverse, en commençant par la couche physique et en terminant par l'application. A chaque niveau, les moyens correspondants, guidés par le protocole de la couche, lisent les informations du paquet, puis suppriment les informations ajoutées au paquet au même niveau par le côté émetteur, et transmettent le paquet aux moyens du niveau suivant. Lorsque le paquet atteint la couche application, toutes les informations de contrôle seront supprimées du paquet et les données reviendront à leur forme d'origine.

Examinons maintenant plus en détail le fonctionnement de chaque couche du modèle OSI :

Couche physique – le plus bas, derrière lui se trouve directement un canal de communication par lequel les informations sont transmises. Il participe à l'organisation de la communication en tenant compte des caractéristiques du support de transmission des données. Ainsi, il contient toutes les informations sur le support de transmission des données : niveau et fréquence du signal, présence d'interférences, niveau d'atténuation du signal, résistance du canal, etc. De plus, c'est lui qui est chargé de transmettre le flux d'informations et de le convertir conformément aux méthodes d'encodage existantes. Le travail de la couche physique est initialement confié aux équipements réseau.
Il est à noter que c’est à l’aide de la couche physique que se définit un réseau filaire et sans fil. Dans le premier cas, un câble est utilisé comme support physique, dans le second, tout type de communication sans fil, comme les ondes radio ou le rayonnement infrarouge.

Couche de liaison de données effectue la tâche la plus difficile - garantit la transmission des données à l'aide d'algorithmes de couche physique et vérifie l'exactitude des données reçues.

Avant de lancer le transfert de données, la disponibilité du canal de transmission est déterminée. Les informations sont transmises dans des blocs appelés personnel , ou cadres . Chacune de ces trames est dotée d'une séquence de bits à la fin et au début du bloc, et est également complétée par une somme de contrôle. Lors de la réception d'un tel bloc au niveau de la couche liaison, le destinataire doit vérifier l'intégrité du bloc et comparer la somme de contrôle reçue avec la somme de contrôle incluse dans sa composition. Si elles correspondent, les données sont considérées comme correctes, sinon une erreur est enregistrée et une retransmission est requise. Dans tous les cas, un signal est envoyé à l'expéditeur avec le résultat de l'opération, et cela se produit à chaque trame. Ainsi, la deuxième tâche importante de la couche liaison consiste à vérifier l’exactitude des données.

La couche liaison de données peut être implémentée à la fois matériellement (par exemple, à l'aide de commutateurs) et logicielle (par exemple, un pilote de carte réseau).

Couche réseau nécessaire pour effectuer un travail de transfert de données avec détermination préalable du chemin optimal pour le déplacement des paquets. Puisqu'un réseau peut être constitué de segments avec des topologies différentes, la tâche principale de la couche réseau est de déterminer le chemin le plus court, en convertissant simultanément les adresses logiques et les noms des périphériques réseau dans leur représentation physique. Ce processus est appelé routage , et son importance ne peut être surestimée. Disposant d'un schéma de routage constamment mis à jour en raison de l'apparition de divers types de « congestions » dans le réseau, le transfert de données s'effectue dans les plus brefs délais et à la vitesse maximale.

Couche de transport utilisé pour organiser une transmission de données fiable, ce qui élimine la perte d'informations, leur inexactitude ou leur duplication. Dans le même temps, le respect de la séquence correcte lors de la transmission et de la réception des données est surveillé, en les divisant en paquets plus petits ou en les combinant en paquets plus grands pour maintenir l'intégrité des informations.

Couche de session est responsable de la création, du maintien et du maintien d’une session de communication pendant le temps nécessaire pour terminer le transfert de la totalité des données. De plus, il synchronise la transmission des paquets en vérifiant la livraison et l'intégrité du paquet. Pendant le processus de transfert de données, des points de contrôle spéciaux sont créés. En cas d'échec lors de la transmission et de la réception, les paquets manquants sont renvoyés, à partir du point de contrôle le plus proche, ce qui permet de transférer la totalité de la quantité de données dans les plus brefs délais, offrant une vitesse généralement bonne.

Couche de présentation des données (ou, comme on l'appelle aussi, niveau exécutif ) est intermédiaire, sa tâche principale est de convertir les données d'un format de transmission sur un réseau vers un format compréhensible à un niveau supérieur, et vice versa. De plus, il est chargé de mettre les données dans un format unique : lorsque les informations sont transférées entre deux réseaux complètement différents avec des formats de données différents, alors avant de les traiter, il est nécessaire de les mettre sous une forme qui sera compréhensible à la fois par le le destinataire et l’expéditeur. C’est à ce niveau que sont utilisés les algorithmes de chiffrement et de compression des données.

Couche d'application – le dernier et le plus élevé du modèle OSI. Responsable de la connexion du réseau avec les utilisateurs - applications qui nécessitent des informations des services réseau à tous les niveaux. Avec son aide, vous pouvez découvrir tout ce qui s'est passé pendant le processus de transfert de données, ainsi que des informations sur les erreurs survenues pendant le processus de transfert. De plus, ce niveau assure le fonctionnement de tous les processus externes effectués via l'accès réseau - bases de données, clients de messagerie, gestionnaires de téléchargement de fichiers, etc.

Sur Internet, j'ai trouvé une photo dans laquelle un auteur inconnu présentait Modèle de réseau OSI sous forme de burger. Je pense que c'est une image très mémorable. Si soudainement, dans certaines situations (par exemple, lors d'un entretien d'embauche), vous devez répertorier de mémoire les sept couches du modèle OSI dans le bon ordre, souvenez-vous simplement de cette image et elle vous aidera. Pour plus de commodité, j'ai traduit les noms des niveaux de l'anglais vers le russe : c'est tout pour aujourd'hui. Dans le prochain article, je continuerai le sujet et en parlerai.

Ce n’est pas parce qu’un protocole est un accord adopté par deux entités en interaction, en l’occurrence deux ordinateurs fonctionnant sur un réseau, qu’il est nécessairement standard. Mais en pratique, lors de la mise en œuvre de réseaux, ils utilisent généralement protocoles standards. Ceux-ci peuvent être de marque, nationaux ou normes internationales.

Au début des années 80, un certain nombre d'organisations internationales de normalisation - ISO, ITU-T et quelques autres - ont développé un modèle qui a joué un rôle important dans le développement des réseaux. Ce modèle est appelé modèle ISO/OSI.

Modèle d'interopérabilité des systèmes ouverts (Interconnexion des systèmes ouverts, OSI) définit différents niveaux d'interaction entre les systèmes dans réseaux de commutation de paquets, leur donne des noms standard et spécifie les fonctions que chaque couche doit remplir.

Le modèle OSI a été développé sur la base d'une vaste expérience acquise dans la création de réseaux informatiques, principalement mondiaux, dans les années 70. Une description complète de ce modèle occupe plus de 1000 pages de texte.

Dans le modèle OSI (Fig. 11.6), les moyens de communication sont répartis en sept niveaux : application, représentant, session, transport, réseau, canal et physique.

Chaque couche traite un aspect spécifique de l'interaction des périphériques réseau.

Riz. 11.6. Le modèle OSI décrit uniquement les communications système mises en œuvre par le système d'exploitation, utilitaires système et le matériel. Le modèle n'inclut pas de moyens d'interaction avec les applications de l'utilisateur final. Les applications implémentent leurs propres protocoles de communication en accédant aux outils système. Il est donc nécessaire de faire la distinction entre le niveau d’interaction entre les applications et.

couche d'application Il convient également de garder à l’esprit que l’application peut reprendre les fonctions de certaines couches supérieures du modèle OSI. Par exemple, certains SGBD disposent d'outils intégrés accès à distance aux fichiers. Dans ce cas, l'application n'utilise pas le service de fichiers système lors de l'accès aux ressources distantes ; il contourne les couches supérieures du modèle OSI et accède directement aux fonctionnalités du système responsables de transport

messages sur le réseau, qui sont situés aux niveaux inférieurs du modèle OSI.

Supposons qu'une application envoie une requête à une couche d'application, telle qu'un service de fichiers. Sur la base de cette requête, le logiciel de niveau application génère un message dans un format standard. Un message typique se compose d'un en-tête et d'un champ de données. L'en-tête contient des informations de service qui doivent être transmises via le réseau à la couche application de la machine de destination pour lui indiquer le travail à effectuer. Dans notre cas, l'en-tête doit évidemment contenir des informations sur l'emplacement du fichier et le type d'opération à effectuer. Le champ de données du message peut être vide ou contenir des données, telles que des données qui doivent être écrites sur un fichier . Mais pour acheminer ces informations à destination, il reste encore de nombreuses tâches à résoudre, dont la responsabilité incombe aux niveaux inférieurs. et le matériel. Le modèle n'inclut pas de moyens d'interaction avec les applications de l'utilisateur final. Les applications implémentent leurs propres protocoles de communication en accédant aux outils système. Il est donc nécessaire de faire la distinction entre le niveau d’interaction entre les applications et Après avoir généré le message l'envoie dans la pile niveau représentatif . Protocole niveau représentatif . Protocole, qui contient des instructions pour le protocole . Protocole appareil de destination. Le message résultant est transmis niveau de la session, qui à son tour ajoute son en-tête, etc. (Certains protocoles placent les informations de service non seulement au début du message sous la forme d'un en-tête, mais également à la fin, sous la forme d'une « bande-annonce ».) Finalement, le message atteint le fond, niveau physique, qui, en fait, le transmet via des lignes de communication à la machine destinataire. À ce stade, le message est « envahi » par des en-têtes de tous les niveaux (

Le monde informatique moderne est une immense structure ramifiée difficile à comprendre. Pour simplifier la compréhension et améliorer le débogage même au stade de la conception des protocoles et des systèmes, une architecture modulaire a été utilisée. Il est beaucoup plus facile pour nous de comprendre que le problème vient de la puce vidéo lorsque la carte vidéo est un périphérique distinct du reste de l'équipement. Ou remarquez un problème dans une section distincte du réseau, plutôt que de pelleter l'ensemble du réseau.

Une couche informatique distincte – le réseau – est également construite de manière modulaire. Le modèle d’exploitation du réseau est appelé modèle de réseau ISO/OSI Open Systems Interconnection Basic Reference Model. En bref - le modèle OSI.

Le modèle OSI se compose de 7 couches. Chaque niveau est abstrait des autres et ne connaît rien de leur existence. Le modèle OSI peut être comparé à la structure d'une voiture : le moteur fait son travail en créant du couple et en le transférant à la boîte de vitesses. Le moteur ne se soucie pas de ce qui se passe ensuite avec ce couple. Fera-t-il tourner une roue, une chenille ou une hélice ? Tout comme pour la roue, peu importe d’où vient ce couple : du moteur ou de la poignée que le mécanicien tourne.

Ici, nous devons ajouter le concept de charge utile. Chaque niveau contient une certaine quantité d'informations. Certaines de ces informations sont exclusives à ce niveau, par exemple l'adresse. L'adresse IP du site ne nous fournit aucune information utile. Nous ne nous soucions que des chats que le site nous montre. Cette charge utile est donc transportée dans cette partie de la couche appelée unité de données de protocole (PDU).

Couches du modèle OSI

Examinons chaque niveau du modèle OSI plus en détail.

Niveau 1. Physique ( physique). Unité de charge ( PDU) voici le morceau. La couche physique ne connaît rien sauf les uns et les zéros. A ce niveau, fonctionnent les fils, les panneaux de brassage, les hubs réseau (hubs désormais difficiles à trouver dans nos réseaux habituels) et les adaptateurs réseau. Ce sont des adaptateurs réseau et rien d'autre provenant de l'ordinateur. L'adaptateur réseau lui-même reçoit la séquence de bits et la transmet ensuite.

Niveau 2. Conduit ( liaison de données). PDU - trame ( cadre). L'adressage apparaît à ce niveau. L'adresse est l'adresse MAC. La couche liaison est responsable de la livraison des trames au destinataire et de leur intégrité. Dans les réseaux que nous connaissons, le protocole ARP fonctionne au niveau du lien. L'adressage de deuxième niveau ne fonctionne qu'au sein d'un seul segment de réseau et ne connaît rien au routage - ceci est géré par un niveau supérieur. En conséquence, les périphériques fonctionnant sur L2 sont des commutateurs, des ponts et un pilote de carte réseau.

Niveau 3. Réseau ( réseau). Paquet PDU ( paquet). Le protocole le plus courant (je ne parlerai pas davantage du « plus courant » - cet article s'adresse aux débutants et, en règle générale, ils ne rencontrent rien d'exotique) ici est IP. L'adressage s'effectue à l'aide d'adresses IP composées de 32 bits. Le protocole est routé, c'est-à-dire qu'un paquet peut atteindre n'importe quelle partie du réseau via un certain nombre de routeurs. Les routeurs fonctionnent sur L3.

Niveau 4. Transport ( transport). Segment PDU ( segment)/datagramme ( datagramme). A ce niveau, les notions de ports apparaissent. TCP et UDP fonctionnent ici. Les protocoles à ce niveau sont responsables de la communication directe entre les applications et de la fiabilité de la transmission des informations. Par exemple, TCP peut demander une retransmission de données si les données n'ont pas été reçues correctement ou pas toutes. TCP peut également modifier le taux de transfert de données si le côté récepteur n'a pas le temps de tout recevoir (taille de la fenêtre TCP).

Les niveaux suivants sont « correctement » implémentés uniquement dans la RFC. En pratique, les protocoles décrits aux niveaux suivants fonctionnent simultanément à plusieurs niveaux du modèle OSI, il n'y a donc pas de division claire entre les couches session et présentation. À cet égard, la principale pile actuellement utilisée est TCP/IP, dont nous parlerons ci-dessous.

Niveau 5. Session ( session). Données PDU ( données). Gère la session de communication, l’échange d’informations et les droits. Protocoles - L2TP, PPTP.

Niveau 6. Exécutif ( présentation). Données PDU ( données). Présentation et cryptage des données. JPEG, ASCII, MPEG.

Niveau 7. Appliqué ( application). Données PDU ( données). Le niveau le plus nombreux et varié. Il exécute tous les protocoles de haut niveau. Tels que POP, SMTP, RDP, HTTP, etc. Ici, les protocoles n'ont pas à penser au routage ou à la garantie de la livraison des informations - cela est fait par les couches inférieures. Au niveau 7, il suffit de mettre en œuvre des actions spécifiques, par exemple recevoir un code html ou un email à un destinataire spécifique.

Conclusion

La modularité du modèle OSI permet une identification rapide des zones problématiques. Après tout, s'il n'y a pas de ping (3-4 niveaux) vers le site, cela n'a aucun sens de fouiller dans les couches sus-jacentes (TCP-HTTP) lorsque le site n'est pas affiché. En faisant abstraction des autres niveaux, il est plus facile de trouver une erreur dans la partie problématique. Par analogie avec une voiture, nous ne vérifions pas les bougies d'allumage lorsque nous crevons la roue.

Le modèle OSI est un modèle de référence – une sorte de cheval sphérique dans le vide. Son développement a été très long. Parallèlement, la pile de protocoles TCP/IP a été développée, qui est actuellement activement utilisée dans les réseaux. En conséquence, une analogie peut être établie entre TCP/IP et OSI.

Pour harmoniser le fonctionnement des dispositifs réseau de différents fabricants et assurer l'interaction des réseaux utilisant différents environnements de propagation des signaux, un modèle de référence d'interaction de systèmes ouverts (OSI) a été créé. Le modèle de référence est construit sur un principe hiérarchique. Chaque niveau fournit des services au niveau supérieur et utilise les services du niveau inférieur.

Le traitement des données commence au niveau de l'application. Après cela, les données traversent toutes les couches du modèle de référence et sont envoyées via la couche physique vers le canal de communication. A la réception, un traitement inverse des données a lieu.

Le modèle de référence OSI introduit deux concepts : protocole Et interface.

Un protocole est un ensemble de règles sur la base desquelles les couches de différents systèmes ouverts interagissent.

Une interface est un ensemble de moyens et de méthodes d'interaction entre les éléments d'un système ouvert.

Le protocole définit les règles d'interaction entre les modules du même niveau dans différents nœuds, et l'interface entre les modules de niveaux adjacents dans le même nœud.

Il existe au total sept couches du modèle de référence OSI. Il convient de noter que les vraies piles utilisent moins de couches. Par exemple, le populaire TCP/IP n'utilise que quatre couches. Pourquoi est-ce ainsi ? Nous vous expliquerons un peu plus tard. Examinons maintenant chacun des sept niveaux séparément.

Couches de modèle OSI :

• Niveau physique. Détermine le type de support de transmission de données, les caractéristiques physiques et électriques des interfaces et le type de signal. Cette couche traite des bribes d'informations. Exemples de protocoles de couche physique : Ethernet, RNIS, Wi-Fi.
• Niveau liaison de données. Responsable de l'accès au support de transmission, de la correction des erreurs et de la transmission fiable des données. A la réception Les données reçues de la couche physique sont regroupées dans des trames puis leur intégrité est vérifiée. S'il n'y a aucune erreur, les données sont transférées vers la couche réseau. S'il y a des erreurs, la trame est rejetée et une demande de retransmission est générée. La couche liaison de données est divisée en deux sous-couches : MAC (Media Access Control) et LLC (Local Link Control). MAC régule l'accès au support physique partagé. LLC fournit un service de couche réseau. Les commutateurs fonctionnent au niveau de la couche liaison de données. Exemples de protocoles : Ethernet, PPP.
• Couche réseau. Ses tâches principales sont le routage - détermination du chemin de transmission de données optimal, adressage logique des nœuds. De plus, ce niveau peut être chargé de dépanner les problèmes de réseau (protocole ICMP). La couche réseau fonctionne avec des paquets. Exemples de protocoles : IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
• Couche de transport. Conçu pour fournir des données sans erreurs, pertes et duplications dans l'ordre dans lequel elles ont été transmises. Effectue un contrôle de bout en bout de la transmission des données de l’expéditeur au destinataire. Exemples de protocoles : TCP, UDP.
• Niveau séance. Gère la création/maintenance/termination d'une session de communication. Exemples de protocoles : L2TP, RTCP.
• Niveau exécutif. Convertit les données sous la forme requise, crypte/encode et compresse.
• Couche d'application. Fournit une interaction entre l'utilisateur et le réseau. Interagit avec les applications côté client. Exemples de protocoles : HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

Après avoir pris connaissance du modèle de référence, examinons la pile de protocoles TCP/IP.

Il existe quatre couches définies dans le modèle TCP/IP. Comme le montre la figure ci-dessus, une couche TCP/IP peut correspondre à plusieurs couches du modèle OSI.

Niveaux de modèle TCP/IP :

• Niveau d'interface réseau. Correspond aux deux couches inférieures du modèle OSI : liaison de données et physique. Partant de là, il apparaît clairement que ce niveau détermine les caractéristiques du support de transmission (paire torsadée, fibre optique, radio), le type de signal, la méthode de codage, l'accès au support de transmission, la correction d'erreurs, l'adressage physique (adresses MAC) . Dans le modèle TCP/IP, le protocole Ethrnet et ses dérivés (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) opèrent à ce niveau.
• Couche d'interconnexion. Correspond à la couche réseau du modèle OSI. Reprend toutes ses fonctions : routage, adressage logique (adresses IP). Le protocole IP fonctionne à ce niveau.
• Couche de transport. Correspond à la couche transport du modèle OSI. Responsable de la livraison des paquets de la source à la destination. A ce niveau, deux protocoles sont utilisés : TCP et UDP. TCP est plus fiable qu'UDP en créant des requêtes de pré-connexion à retransmettre lorsque des erreurs se produisent. Cependant, en même temps, TCP est plus lent qu’UDP.
• Couche d'application. Sa tâche principale est d'interagir avec les applications et les processus sur les hôtes. Exemples de protocoles : HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

L'encapsulation est une méthode de conditionnement d'un paquet de données dans laquelle les en-têtes de paquets indépendants sont extraits des en-têtes des niveaux inférieurs en les incluant dans les niveaux supérieurs.

Regardons un exemple spécifique. Disons que nous voulons passer d'un ordinateur à un site Web. Pour ce faire, notre ordinateur doit préparer une requête http pour obtenir les ressources du serveur web sur lequel est stockée la page du site dont nous avons besoin. Au niveau de l'application, un en-tête HTTP est ajouté aux données du navigateur. Ensuite, au niveau de la couche transport, un en-tête TCP est ajouté à notre paquet, contenant les numéros de port de l'expéditeur et du destinataire (port 80 pour HTTP). Au niveau de la couche réseau, un en-tête IP est généré contenant les adresses IP de l'expéditeur et du destinataire. Immédiatement avant la transmission, un en-tête Ethrnet est ajouté au niveau de la couche liaison, qui contient les adresses physiques (adresses MAC) de l'expéditeur et du destinataire. Après toutes ces procédures, le paquet sous forme de bits d'information est transmis sur le réseau. A la réception, la procédure inverse se produit. Le serveur Web à chaque niveau vérifiera l'en-tête correspondant. Si la vérification réussit, l'en-tête est supprimé et le paquet passe au niveau supérieur. Sinon, le paquet entier est rejeté.

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Je vais commencer par définir comment cela est accepté. Le modèle OSI est un modèle théorique idéal pour transmettre des données sur un réseau. Cela signifie qu'en pratique, vous ne trouverez jamais de correspondance exacte avec ce modèle ; il s'agit d'une norme à laquelle les développeurs de logiciels réseau et les fabricants d'équipements réseau adhèrent afin de maintenir la compatibilité entre leurs produits. Vous pouvez comparer cela avec les idées des gens sur une personne idéale - vous ne la trouverez nulle part, mais tout le monde sait vers quoi s'efforcer.

Je voudrais immédiatement souligner une nuance - j'appellerai ce qui est transmis sur le réseau au sein du modèle OSI données, ce qui n'est pas tout à fait correct, mais afin de ne pas confondre le lecteur novice avec les termes, j'ai fait un compromis avec mon conscience.

Vous trouverez ci-dessous le schéma le plus connu et le plus compris du modèle OSI. Il y aura plus de photos dans l'article, mais je propose de considérer la première comme la principale :

Le tableau se compose de deux colonnes, au stade initial nous ne nous intéressons qu'à la bonne. Nous lirons le tableau de bas en haut (comment autrement :)). En fait, ce n'est pas mon caprice, mais je le fais pour faciliter l'assimilation des informations - du simple au complexe. Allons-y!

Le côté droit du tableau ci-dessus montre, de bas en haut, le chemin des données transmises sur le réseau (par exemple, de votre routeur domestique à votre ordinateur). Clarification - Niveaux OSI de bas en haut, ce sera alors le chemin des données du côté réception, si de haut en bas, puis vice versa - du côté envoi. J'espère que c'est clair pour l'instant. Pour dissiper complètement les doutes, voici un autre schéma pour plus de clarté :

Pour retracer le chemin des données et les changements qui s'y produisent à travers les niveaux, il suffit d'imaginer comment elles se déplacent le long de la ligne bleue du diagramme, en se déplaçant d'abord de haut en bas à travers les niveaux OSI du premier ordinateur, puis de bas en haut. en haut à la seconde. Examinons maintenant chacun des niveaux plus en détail.

1) Physique(physique) - cela inclut ce que l'on appelle le « support de transmission de données », c'est-à-dire fils, câble optique, ondes radio (en cas de connexions sans fil) et autres. Par exemple, si votre ordinateur est connecté à Internet via un câble, alors la qualité de la transmission des données au premier niveau physique est déterminée par les fils, les contacts au bout du fil, les contacts du connecteur de la carte réseau de votre ordinateur, ainsi que les circuits électriques internes sur les cartes informatiques. Les ingénieurs réseau ont le concept de "problème physique" - cela signifie que le spécialiste a identifié un périphérique de couche physique comme responsable de la "non-transmission" des données, par exemple, un câble réseau est cassé quelque part ou un signal faible niveau.

2) Canal(liaison de données) - c'est beaucoup plus intéressant. Pour comprendre la couche liaison, il faudra d'abord comprendre la notion d'adresse MAC, puisqu'elle sera le personnage principal de ce chapitre :). L'adresse MAC est également appelée « adresse physique » ou « adresse matérielle ». Il s'agit d'un ensemble de 12 caractères hexadécimal système numérique divisé par 6 octets tiret ou deux-points, par exemple 08:00:27:b4:88:c1. Il est nécessaire pour identifier de manière unique un périphérique réseau sur le réseau. En théorie, une adresse MAC est unique au monde, c'est-à-dire Une telle adresse ne peut exister nulle part dans le monde et elle est « cousue » dans le périphérique réseau au stade de la production. Cependant, il existe des moyens simples de le remplacer par un arbitraire, et d'ailleurs certains fabricants peu scrupuleux et peu connus n'hésitent pas à riveter, par exemple, un lot de 5000 cartes réseau avec exactement le même MAC. En conséquence, si au moins deux de ces « frères acrobates » apparaissent sur le même réseau local, des conflits et des problèmes commenceront.

Ainsi, au niveau de la liaison de données, les données sont traitées par un périphérique réseau qui ne s'intéresse qu'à une seule chose : notre fameuse adresse MAC, c'est-à-dire il s'intéresse au destinataire de la livraison. Les périphériques de niveau liaison incluent, par exemple, les commutateurs (également appelés commutateurs) - ils stockent dans leur mémoire les adresses MAC des périphériques réseau avec lesquels ils ont une connexion directe et directe et, lors de la réception de données sur leur port de réception, vérifient le MAC adresses dans les données avec les adresses MAC disponibles en mémoire. S'il y a des correspondances, alors les données sont transmises au destinataire, le reste est simplement ignoré.

3) Réseau(réseau) est un niveau « sacré », dont la compréhension du principe de fonctionnement fait en grande partie partie intégrante de l'ingénieur réseau. Ici, l’« adresse IP » règne déjà d’une main de fer, ici elle constitue la base des fondations. Grâce à la présence d'une adresse IP, il devient possible de transférer des données entre des ordinateurs ne faisant pas partie du même réseau local. Le transfert de données entre différents réseaux locaux est appelé routage, et les appareils qui permettent de le faire sont appelés routeurs (ce sont aussi des routeurs, même si ces dernières années le concept de routeur a été considérablement déformé).

Ainsi, une adresse IP - sans entrer dans les détails, il s'agit d'un certain ensemble de 12 chiffres dans le système numérique décimal ("régulier"), divisé en 4 octets, séparés par un point, qui est attribué à un périphérique réseau lors de la connexion à le réseau. Ici, nous devons aller un peu plus loin : par exemple, beaucoup de gens connaissent l'adresse de la série 192.168.1.23. Il est bien évident qu’il n’y a pas 12 chiffres ici. Cependant, si vous écrivez l'adresse au format complet, tout se met en place - 192.168.001.023. Nous n’approfondirons pas encore plus à ce stade, car l’adressage IP est un sujet distinct à raconter et à montrer.

4) Couche de transport(transport) - comme son nom l'indique, il est nécessaire spécifiquement pour la livraison et l'envoi de données au destinataire. En faisant une analogie avec notre courrier qui souffre depuis longtemps, l'adresse IP est l'adresse réelle de livraison ou de réception, et le protocole de transport est le facteur qui sait lire et sait comment remettre la lettre. Les protocoles sont différents, avec des objectifs différents, mais ils ont la même signification : la livraison.

La couche transport est la dernière couche qui intéresse largement les ingénieurs réseau et les administrateurs système. Si les 4 niveaux inférieurs fonctionnent comme ils le devraient, mais que les données n'atteignent pas leur destination, le problème doit alors être recherché dans le logiciel d'un ordinateur particulier. Les protocoles des niveaux dits supérieurs préoccupent beaucoup les programmeurs et parfois les administrateurs système (s'il est impliqué dans la maintenance des serveurs, par exemple). Par conséquent, je décrirai brièvement plus loin le but de ces niveaux. De plus, si vous regardez la situation objectivement, le plus souvent, dans la pratique, les fonctions de plusieurs couches supérieures du modèle OSI sont prises en charge par une seule application ou un seul service, et il est impossible de dire sans ambiguïté où il doit être attribué.

5) Séance(session) - contrôle l'ouverture et la fermeture d'une session de transfert de données, vérifie les droits d'accès, contrôle la synchronisation du début et de la fin du transfert. Par exemple, si vous téléchargez un fichier depuis Internet, votre navigateur (ou tout ce que vous téléchargez) envoie une requête au serveur sur lequel se trouve le fichier. À ce stade, les protocoles de session sont activés, ce qui garantit le téléchargement réussi du fichier, après quoi, en théorie, ils sont automatiquement désactivés, bien qu'il existe des options.

6) Exécutif(présentation) - prépare les données pour le traitement par l'application finale. Par exemple, s'il s'agit d'un fichier texte, vous devez alors vérifier l'encodage (pour qu'il ne s'agisse pas de « kryakozyabr »), peut-être le décompresser de l'archive... mais ici, il est clairement visible ce que je a écrit plus tôt - il est très difficile de séparer où se situe le niveau représentatif et où commence le suivant :

7) Appliqué(Application) - comme son nom l'indique, le niveau d'applications qui utilisent les données reçues et nous voyons le résultat du travail de tous les niveaux du modèle OSI. Par exemple, vous lisez ce texte parce que vous l’avez ouvert dans le bon encodage, dans la bonne police, etc. votre navigateur.

Et maintenant que nous avons au moins une compréhension générale de la technologie du processus, je considère qu'il est nécessaire de parler de bits, de trames, de paquets, de blocs et de données. Si vous vous en souvenez, au début de l'article je vous ai demandé de ne pas faire attention à la colonne de gauche du tableau principal. Alors, son heure est venue ! Nous allons maintenant parcourir à nouveau toutes les couches du modèle OSI et voir comment de simples bits (zéros et uns) se transforment en données. Nous irons également de bas en haut, afin de ne pas perturber la séquence d'assimilation de la matière.

Sur physique niveau on a un signal. Il peut s'agir d'ondes électriques, optiques, radio, etc. Jusqu'à présent, ce ne sont même pas des bits, mais le périphérique réseau analyse le signal reçu et le convertit en zéros. Ce processus est appelé « conversion matérielle ». De plus, déjà à l'intérieur du périphérique réseau, les bits sont combinés en (huit bits dans un octet), traités et transmis à la couche liaison de données.

Sur canal niveau, nous avons ce qu'on appelle cadre. En gros, il s'agit d'un paquet d'octets, de 64 à 1 518 dans un paquet, à partir duquel le commutateur lit un en-tête contenant les adresses MAC du destinataire et de l'expéditeur, ainsi que des informations techniques. Voir la correspondance de l'adresse MAC dans l'en-tête et dans votre table de commutation(mémoire), le commutateur transmet les trames avec de telles correspondances au périphérique de destination

Sur réseau niveau, pour toute cette bonté, les adresses IP du destinataire et de l'expéditeur sont également ajoutées, qui sont extraites du même en-tête et cela s'appelle sac en plastique.

Sur transport niveau, le paquet est adressé au protocole correspondant, dont le code est indiqué dans les informations de service d'en-tête et est donné pour le service aux protocoles des niveaux supérieurs, pour lesquels il s'agit déjà de données à part entière, c'est-à-dire informations sous une forme digestible et utilisable par les applications.

Cela apparaîtra plus clairement dans le schéma ci-dessous :