Перейти в телеграм, чтобы получить результаты теста
Каждому компьютерному инженеру нужно знать модель OSI, потому что эта важная технология помогает работать с сетями.
Когда технологии только развивались, устройства разных производителей не могли работать вместе. В 1984 году международная организация по стандартизации создала модель OSI, чтобы решить эту проблему. Они предложили использовать общие стандарты, которые помогут разным оборудованиям взаимодействовать друг с другом.
Что такое модель OSI
Модель OSI (Open Systems Interconnection) помогает понять, как разные устройства и системы взаимодействуют друг с другом в сети. Она делит весь процесс передачи данных на семь уровней, каждый из которых выполняет свою функцию.
Например, вы отправляете письмо через Gmail. Сначала оно шифруется и преобразуется в нужный формат, потом устанавливается соединение между компьютером и сервером электронной почты. Данные сообщения разбиваются на пакеты и отправляются. Пакеты получают адреса и расходятся по локальной сети. В конце данные передаются через провода или по радиоволнам.
Когда письмо доходит до адресата, процесс повторяется в обратном порядке. Модель OSI разбивает процесс передачи данных на простые уровни — так проще понять, как разные системы и устройства взаимодействуют между собой.
Кому нужно разбираться в модели OSI
Разбираться в OSI нужно людям, которые работают с сетями и компьютерами. Эти знания помогают быстрее находить и исправлять ошибки.
- Компьютерным инженерам. Им нужно понимать, как данные передаются, чтобы создавать новые устройства и системы. Например, если инженер разрабатывает новый роутер, он должен знать, как разные уровни модели OSI работают вместе.
- Сетевым администраторам. Эти специалисты управляют сетями в компаниях. С моделью OSI им легче находить и исправлять проблемы в сети. Если у пользователей нет доступа к интернету, администратор может проверить, на каком уровне возникла ошибка.
- Программистам. Программисты, особенно те, кто разрабатывает сетевые приложения, тоже должны знать модель OSI. Например, если они пишут программу для обмена данными, им нужно понимать, как корректно взаимодействовать с разными уровнями сети.
- Студентам IT-специальностей. Тем, кто учится на IT-курсах, нужно знать модель OSI, чтобы понимать основы сетевых технологий. Например, есть учебные программы, на которых разбирают эти модели, чтобы студенты знали, как работают сети.
Освоить навыки любимой профессии можно на курсах Skypro в онлайн-университете Skypro. Выбирайте что нравится: программирование, аналитика, маркетинг или дизайн. Изучайте основы, слушайте советы профессионалов, практикуйтесь на реальных задачах от будущих работодателей и получайте востребованную высокооплачиваемую профессию. Согласитесь, ведь когда работа приносит не только деньги, но еще и удовольствие, это двойное счастье.
Уровни OSI
Модель OSI делит весь процесс передачи данных на семь уровней, каждый из которых выполняет свою функцию.
- Физический уровень (Physical Layer)
Это нижний уровень, который передает данные по реальным физическим средствам, например: кабелям, оптоволокну и радиоволнам. Физический уровень соединяет Ethernet-кабель компьютера с маршрутизатором, а сигнал Wi-Fi передает данные по беспроводной сети. - Канальный уровень (Data Link Layer)
Этот уровень помогает двум устройствам, которые находятся в одной локальной сети, надежно передавать данные. Канальный уровень разбивает данные на кадры и добавляет нужную информацию, например адреса. Когда данные переходят от одного компьютера к другому в локальной сети, уровень следит, чтобы переданные кадры были корректными. - Сетевой уровень (Network Layer)
Этот уровень передает данные между разными сетями, например, отправляет сообщение из вашего дома на сервер в интернете. Находит лучший путь для маршрутизации данных. Когда отправляете данные через интернет, сетевой уровень выбирает маршрут, чтобы данные дошли до нужного адреса в другой сети. - Транспортный уровень (Transport Layer)
Этот уровень проверяет, как надежно данные передаются между приложениями на разных устройствах. Делит данные на сегменты или пакеты. Контролирует ошибки и потерю данных. Использует протоколы TCP или UDP. TCP гарантирует, что все пакеты в загруженном файле будут доставлены в целости и сохранности. UDP используют для потокового видео, где скорость важнее точности. - Сеансовый уровень (Session Layer)
Этот уровень управляет соединениями между приложениями, помогает им обмениваться данными. Он устанавливает, поддерживает и завершает сессии связи. Например, когда звоните по видео, сеансовый уровень следит, чтобы соединение было открытым, пока вы говорите, переподключается, если связь прервалась, и закрывает сеанс после окончания разговора. - Уровень представления данных (Presentation Layer)
Этот уровень предоставляет данные в правильном формате, чтобы они были понятны приложениям. Шифрует и расшифровывает данные. Сжимает их — экономит место. Преобразует данные в понятный формат. Например, текст в JSON. Когда отправляете файл, уровень представления уменьшает размер данных, шифрует, а потом полностью раскрывает информацию на стороне получателя. - Прикладной уровень (Application Layer)
Это самый верхний слой, с которым пользователи взаимодействуют напрямую. Можно просматривать веб-страницы, электронную почту. Например, чтобы зайти на сайт, браузер работает на прикладном уровне. Отправляет запрос на сервер, получает информацию и отображает ее на вашем экране.
Этот уровень передает данные между разными сетями, например, отправляет сообщение из вашего дома на сервер в интернете. Находит лучший путь для маршрутизации данных. Когда отправляете данные через интернет, сетевой уровень выбирает маршрут, чтобы данные дошли до нужного адреса в другой сети.
Этот уровень проверяет, как надежно данные передаются между приложениями на разных устройствах. Делит данные на сегменты или пакеты. Контролирует ошибки и потерю данных. Использует протоколы TCP или UDP. TCP гарантирует, что все пакеты в загруженном файле будут доставлены в целости и сохранности. UDP используют для потокового видео, где скорость важнее точности.
Этот уровень управляет соединениями между приложениями, помогает им обмениваться данными. Он устанавливает, поддерживает и завершает сессии связи. Например, когда звоните по видео, сеансовый уровень следит, чтобы соединение было открытым, пока вы говорите, переподключается, если связь прервалась, и закрывает сеанс после окончания разговора.
Этот уровень предоставляет данные в правильном формате, чтобы они были понятны приложениям. Шифрует и расшифровывает данные. Сжимает их — экономит место. Преобразует данные в понятный формат. Например, текст в JSON. Когда отправляете файл, уровень представления уменьшает размер данных, шифрует, а потом полностью раскрывает информацию на стороне получателя.
Как на практике работает сетевая модель OSI
Например, вы отправляете другу сообщение «Привет!» через ватсап. Вот как это происходит на каждом уровне модели OSI:
- Прикладной уровень
Это уровень, с которым взаимодействуете напрямую: открываете мессенджер, пишете «Привет!» и нажимаете «Отправить». Приложение использует протоколы TCP/IP — передает данные. - Уровень представления данных
Этот уровень переводит данные в понятный формат. Сообщение «Привет!» сжимается, чтобы сэкономить место, и шифруется — так никто не сможет прочитать письмо, кроме вашего друга. - Сеансовый уровень
Уровень устанавливает и управляет сеансом связи между телефоном и ватсапом. Сеанс активен, пока вы обмениваетесь сообщениями, и завершается, когда сообщение отправлено. Если интернет отключится, ватсап попытается восстановить сеанс автоматически. - Транспортный уровень
Данные разбиваются на небольшие пакеты, и каждый получает номер, чтобы сервер понимал, в каком порядке их собрать на стороне получателя. Если пакет потеряется, протокол TCP запросит повторную отправку. Для голосовых вызовов ватсап использует UDP, так как скорость важнее точности. - Сетевой уровень
Этот уровень отвечает за маршрутизацию пакетов по сети. Каждый пакет получает IP-адрес назначения. Сервер в интернете находит наилучший путь для маршрутизации пакетов. Домашний роутер отправляет пакеты вашему интернет-провайдеру (ISP). Маршрутизаторы интернет-провайдеров направляют пакеты на сервер ватсапа. - Канальный уровень
Этот уровень следит, как передаются данные между двумя устройствами в одной локальной сети. Пакеты данных собираются в кадры. Используются уникальные идентификаторы устройств, чтобы определить телефон и маршрутизатор. Ваш телефон отправляет данные на сервер по Wi-Fi. Если кадр поврежден, его отправляют снова. - Физический уровень
Это самый нижний уровень, который передает необработанные биты на физическом носителе. Кадры преобразуются в электрические сигналы через кабель или радиоволны через Wi-Fi. Сигналы передаются на ваш сервер.Когда сообщение приходит на телефон вашего друга, процесс повторяется в обратном порядке:
Физический уровень. Сигналы преобразуются обратно в биты.
Канальный уровень. Биты группируются в кадры.
Сетевой уровень. Пакеты извлекаются из кадров и направляются в приложение.
Транспортный уровень. Пакеты повторно собираются и формируют сообщение «Привет!».
Сеансовый уровень. Сеанс поддерживает и обеспечивает связь.
Представление данных. Сообщение расшифровывается и распаковывается.
Прикладной уровень. Ваш друг получает сообщение «Привет!» в ватсапе.Каждый уровень выполняет свою задачу, и вместе они помогают сетям работать надежно и эффективно.
Плюсы и минусы модели OSI
Этот удобный инструмент помогает понять, как работают сети, но у него есть свои сильные и слабые стороны.
| Плюсы | Минусы |
| Все устройства и программы могут работать вместе, если у них одна модель. Например, принтер одной марки может без проблем печатать с компьютера другого производителя | У OSI много уровней и терминов, поэтому начинающие специалисты иногда путаются. Например, бывает сложно разобраться, как семь уровней взаимодействуют между собой |
| Каждый уровень выполняет конкретную задачу, и можно менять один этап и не трогать другие. Например, обновить уровень передачи данных: заменить Ethernet на Wi-Fi и не трогать уровни приложения или сети | Некоторые современные протоколы, например TCP/IP, объединяют уровни. Например, чтобы передать данные по интернету, можно использовать четыре уровня, а не семь |
| Если выскакивает ошибка сети, можно легко определить, на каком уровне возник сбой. Например, если не получается отправить электронное письмо, то можно проверить, работает ли почтовая программа (уровень приложения) или интернет-соединение (уровень сети) | Слишком много уровней для простых приложений. Чтобы отправить простую текстовую информацию, можно не делить информацию на столько уровней, это усложняет процесс |
| У модели четкая структура, поэтому новичкам легче понять, как работает сеть. Ученики сначала изучают протоколы на уровне приложений, например как использовать веб-браузер, а потом более сложные уровни | Чтобы создать сетевые решения по стандартной модели, может понадобиться много времени и ресурсов. Например, разработчикам нужно долго проверять, что все уровни работают правильно. Это может задержать запуск нового приложения |
Главное о работе интернета в модели OSI
- Модель OSI — это схема, которая помогает понять, как работают компьютерные сети. Она делится на семь уровней, каждый из которых отвечает за определенные функции передачи данных.
- Знания о модели пригодятся многим. В первую очередь тем специалистам, кто работает с сетями и компьютерами, например: компьютерным инженерам, программистам, сетевым администраторам, студентам IT-специальностей.
- Есть семь уровней, на которые делится OSI: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, уровень представления данных и прикладной. У каждого уровня свои функции и задачи.
Добавить комментарий