Открыть сервисСервис

Модель OSI — семиуровневая модель связи

Модель OSI (от англ. Open Systems Interconnection — «взаимосвязь открытых систем») — семиуровневая эталонная модель, описывающая архитектуру сетевого взаимодействия и принципы передачи данных между разнородными компьютерными системами. Разработана Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1984 году и описана в стандарте ISO 7498. Модель служит теоретической основой для описания сетевых протоколов и разделения функций связи на независимые уровни.

История создания

В конце 1970-х годов компьютерные сети развивались параллельно в нескольких направлениях: ARPANET в США, Европейская сеть пакетной передачи (Euronet), проприетарные сети IBM (SNA) и DEC (DECnet). Каждая из них имела собственную архитектуру, и оборудование разных производителей не могло обмениваться данными. В 1977 году ISO создала подкомитет по открытой системной взаимосвязи, который к 1984 году подготовил стандарт ISO 7498, описывающий семиуровневую референсную модель. Одновременно с ISO работала Международная телефонная и телеграфная консультативная комиссия (МККС, CCITT), поддержавшая модель в рекомендациях серии X.200.

Структура модели

Модель делит процесс передачи данных на семь абстрактных уровней. Каждый уровень выполняет определённый набор функций, опирается на услуги нижележащего и предоставляет услуги вышележащему. Данные, передаваемые через стек, инкапсулируются: на каждом уровне к ним добавляется собственный заголовок (а иногда и завершающая часть).

№УровеньОсновные функцииПримеры протоколов и устройств
7ПрикладнойИнтерфейс с приложениями пользователяHTTP, FTP, SMTP, DNS, SNMP
6ПредставленияКодирование, сжатие, шифрование данныхSSL/TLS, JPEG, MPEG, ASCII
5СеансовыйУправление сессиями, синхронизация обменаNetBIOS, RPC, PPTP
4ТранспортныйНадёжная доставка, контроль потоков и ошибокTCP, UDP, SCTP
3СетевойМаршрутизация, логическая адресацияIP, ICMP, OSPF, BGP
2КанальныйФизическая адресация, доступ к среде, обнаружение ошибокEthernet (MAC), Wi-Fi, PPP, ARP
1ФизическийПередача битов по среде, электрические и механические параметрыRJ-45, оптоволокно, RS-232, хабы

Принципы работы

Инкапсуляция и деинкапсуляция

При передаче данных прикладной уровень формирует сообщение, которое последовательно передаётся вниз по стеку. Каждый уровень добавляет к полезной нагрузке собственную служебную информацию — заголовок (а на транспортном и канальном уровнях также и завершающую часть, trailer). На принимающей стороне процесс обратный: заголовки снимаются по мере продвижения данных вверх.

Межуровневое взаимодействие

Уровни общаются между собой через чётко определённые интерфейсы. Соседние уровни связаны вертикально, а обмен между одинаковыми уровнями разных систем — горизонтальный, логический: фактически данные проходят через нижележащие уровни.

Адресация

На каждом уровне используется собственная система адресации: MAC-адреса на канальном, IP-адреса на сетевом, номера портов на транспортном, доменные имена — на прикладном.

Отношение к модели TCP/IP

Практический интернет построен по модели TCP/IP, которая содержит четыре (в некоторых классификациях — пять) уровня: сетевой доступный, интернет-уровень, транспортный и прикладной. Модель OSI остаётся преимущественно теоретической: она не была реализована в виде единого стека протоколов, но стала универсальным языком описания сетей. Термины «уровень 2», «уровень 3» (например, в названиях коммутаторов) происходят именно из модели OSI. Протоколы, изначально разработанные для модели OSI — CLNP, FTAM, X.400, — получили ограниченное распространение.

Применение

Модель OSI используется при обучении сетевым технологиях, в сертификационных программах (Cisco CCNA, CompTIA Network+), при проектировании и диагностике сетей. Разделение на уровни позволяет локализовать неисправности: например, отсутствие связи на уровне 1 (обрыв кабеля) и на уровне 3 (ошибка маршрутизации) диагностируются разными средствами. Многие сетевые устройства классифицируются по уровню модели, на котором они работают: концентраторы и репитеры — первый уровень, коммутаторы — второй, маршрутизаторы — третий.

Критика

Исследователи отмечают искусственное разделение некоторых функций: например, TCP и IP фактически работают в тесной связке, а прикладной уровень OSI объединяет функции, которые в модели TCP/IP распределены между тремя уровнями. Стремление ISO к формальной строгости привело к сложности протоколов, что стало одной из причин, по которой модель OSI проиграла TCP/IP в практическом внедрении.

Источники

  • ISO/IEC 7498-1. Information processing systems — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model.
  • Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. — СПб.: Питер.
  • Гриценко В. Н. Компьютерные сети: модели, технологии, протоколы.
  • Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети. — СПб.: Питер.
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru