Модель ОСІ (OSI – Open Systems Interconnection) є стандартною моделлю, яка складається з 7 рівнів і слугує для пояснення теорії комп’ютерних мереж. Кожен рівень моделі ОСІ (OSI) виконує специфічні функції, що сприяють взаємодії між різними системами. На практиці мережі часто базуються на більш компактній моделі TCP/IP, але модель ОСІ (OSI) є корисним інструментом для початкового розуміння.
| Рівень | Опис |
|---|---|
| 7 | Прикладний (Application) |
| 6 | Представлення (Presentation) |
| 5 | Сеансовий (Session) |
| 4 | Транспортний (Transport) |
| 3 | Мережевий (Network) |
| 2 | Канальний (Data Link) |
| 1 | Фізичний (Physical) |
Огляд кожного рівня моделі
7. Прикладний (Application) рівень моделі OSI
Прикладний рівень забезпечує мережеві можливості для програм, що працюють на комп’ютері. Він майже виключно взаємодіє з додатками, надаючи інтерфейс для передачі даних. На цьому рівні можна використовувати, наприклад, VPN для підвищення безпеки – читайте більше про топ VPN для захисту даних у мережі. Коли дані надходять до прикладного рівня, вони передаються вниз до рівня представлення.
6. Представлення (Presentation) рівень моделі ОСІ
Рівень представлення отримує дані від прикладного рівня. Ці дані зазвичай мають формат, зрозумілий додатку, але не завжди є стандартним форматом, який можна зрозуміти на приймальному комп’ютері. Рівень представлення перекладає дані в стандартизований формат, а також обробляє шифрування, стиснення або інші перетворення даних. Його роль є важливою для корпоративних мереж, що впроваджують сучасні підходи, такі як Zero Trust: Захист корпоративних мереж. Після цього дані передаються вниз до рівня сесії.
5. Сеансовий (Session) рівень моделі OSI
Коли рівень сесії отримує правильно відформатовані дані від рівня представлення, він намагається встановити з’єднання з іншим комп’ютером через мережу. Якщо з’єднання не вдається, повертається помилка, і процес не триває далі. Якщо з’єднання встановлено, рівень сесії відповідає за його підтримку і співпрацю з рівнем сесії віддаленого комп’ютера для синхронізації комунікацій. Сеансовий рівень важливий тим, що створене з’єднання є унікальним для конкретної комунікації. Це дозволяє робити кілька запитів до різних кінцевих точок одночасно, не змішуючи дані (приклад: відкриття двох вкладок у веб-браузері). Коли сеансовий рівень успішно зареєстрував з’єднання між хостом і віддаленим комп’ютером, дані передаються до рівня 4: транспортного рівня.
4. Транспортний (Transport) рівень моделі ОСІ
Транспортний рівень виконує багато важливих функцій. Перше завдання – вибрати протокол для передачі даних. Два найбільш поширених протоколи на транспортному рівні – TCP (Transmission Control Protocol) і UDP (User Datagram Protocol). TCP забезпечує з’єднання між комп’ютерами, яке підтримується протягом запиту, що дозволяє надійно передавати дані, перевіряючи, що всі пакети досягають призначення. З’єднання TCP дозволяє комп’ютерам постійно обмінюватися даними для забезпечення прийнятної швидкості передачі та повторної відправки втрачених даних. UDP, навпаки, надсилає пакети даних без гарантії їх доставки; якщо приймальний комп’ютер не справляється, це його проблема (тому відео в Skype може бути розмитим при поганому з’єднанні). Зазвичай TCP вибирається для ситуацій, де важливі точність і надійність (наприклад, передача файлів або завантаження веб-сторінки), а UDP використовується, коли важлива швидкість (наприклад, відео-стрімінг).
Після вибору протоколу транспортний рівень розділяє передачу на частини (у TCP це сегменти, а в UDP – датаграми), що полегшує успішну передачу повідомлення.
3. Мережевий (Network) рівень моделі OSI
Мережевий рівень відповідає за маршрутизацію та адресацію даних за допомогою IP-адрес. Він шукає найоптимальніший маршрут для пакету, використовуючи протоколи маршрутизації, такі як OSPF або BGP. Наприклад, Інтернет є величезною мережею; коли ви запитуєте інформацію з веб-сторінки, мережевий рівень використовує IP-адресу сторінки для визначення найкращого маршруту. На цьому етапі ми працюємо з логічним адресуванням (тобто IP-адреси), яке ще контролюється програмним забезпеченням. Логічні адреси використовуються для впорядкування мереж, категоризації їх і правильного сортування. Найбільш поширений формат логічного адресування – це IPV4, з яким ви, ймовірно, вже знайомі (наприклад, 192.168.1.1 – звичайна адреса для домашнього маршрутизатора).
2. Канальний (Data Link) рівень моделі ОСІ
Канальний рівень ділиться на дві підчастини:
- LLC (Logical Link Control), що забезпечує обслуговування мережного рівня та управляє потоком даних між пристроями.
- MAC (Media Access Control) регулює доступ до поділюваного фізичного середовища, контролюючи, які пристрої можуть передавати дані у певний момент.
На цьому рівні працюють комутатори, мости й інші пристрої, що керують пересиланням кадрів даних між мережевими сегментами. Data Link Layer також відповідає за виявлення помилок у кадрах і їх корекцію.
Функції та робота канального рівня
Рівень каналу зосереджується на фізичному адресуванні передачі. Він отримує пакет з мережевого рівня (який включає IP-адресу віддаленого комп’ютера) і додає фізичну (MAC) адресу отримувача. У кожному комп’ютері з мережевим інтерфейсом є мережева карта (NIC), яка має унікальну MAC адресу для ідентифікації.
MAC-адреси задаються виробником і вшиваються в карту; їх не можна змінити – хоча їх можна підробити. Коли інформація надсилається через мережу, використовується саме фізична адреса для ідентифікації місця відправлення інформації. Крім того, рівень каналу також перевіряє отриману інформацію, щоб переконатися, що вона не була пошкоджена під час передачі, що може статися, коли дані передаються рівнем 1: фізичним рівнем.
1. Фізичний (Physical) рівень моделі OSI
На фізичному рівні здійснюється передача бітів у вигляді електричних сигналів, оптичних імпульсів або радіохвиль. Він пов’язаний з апаратним забезпеченням, включаючи кабелі, роз’єми та мережеві інтерфейси. Рівень фізичного забезпечення відповідає за перетворення бінарних даних передачі в сигнали і передачу їх через мережу, а також за прийом вхідних сигналів і перетворення їх назад у бінарні дані.
Висновок про модель ОСІ (OSI)
Модель ОСІ (OSI) є корисним інструментом для розуміння основ мережевих технологій і теорії, навіть якщо в реальному світі часто використовується модель TCP/IP. Розуміння кожного з семи рівнів допоможе краще орієнтуватися в питаннях комп’ютерних мереж і мережевого управління. Для глибшого розуміння мережевих процесів радимо ознайомитися зі статтею про інкапсуляцію та деінкапсуляцію даних.
