Cercherò di descrivere nel modo più semplice possibile che tipo di bestia è OSI e chi ne ha bisogno. Se vuoi connettere la tua vita con la tecnologia dell'informazione e sei all'inizio del viaggio, allora comprendere l'operazione OSI è semplicemente vitale, qualsiasi professionista te lo dirà.
Inizierò definendo come è consuetudine. Il modello OSI è un modello ideale teorico per la trasmissione di dati su una rete. Ciò significa che in pratica non troverai mai una corrispondenza esatta con questo modello, è il punto di riferimento a cui si attengono gli sviluppatori di rete e i produttori di apparecchiature di rete per mantenere la compatibilità dei loro prodotti. Puoi confrontarlo con le idee delle persone sulla persona ideale: non lo troverai da nessuna parte, ma tutti sanno cosa cercare.
Voglio delineare immediatamente una sfumatura: ciò che viene trasmesso sulla rete all'interno del modello OSI, chiamerò dati, il che non è del tutto corretto, ma per non confondere il lettore alle prime armi con i termini, ho fatto un compromesso con la mia coscienza.
Quello che segue è il diagramma del modello OSI più noto e meglio compreso. Ci saranno più disegni nell'articolo, ma propongo di considerare il primo come il principale:
La tabella è composta da due colonne, nella fase iniziale ci interessa solo quella giusta. Leggeremo la tabella dal basso verso l'alto (altrimenti:)). In realtà, questo non è un mio capriccio, ma lo faccio per la comodità di assimilare le informazioni, dal semplice al complesso. Partire!
Nella parte destra della tabella sopra, dal basso verso l'alto, è mostrato il percorso dei dati trasmessi in rete (ad esempio, dal router di casa al computer). Chiarimento: se leggi i livelli OSI dal basso verso l'alto, questo sarà il percorso dei dati sul lato di ricezione, se dall'alto verso il basso, quindi viceversa - il lato di invio. Spero che sia chiaro finora. Per fugare completamente i dubbi, ecco un altro diagramma per chiarezza:
Per tracciare il percorso dei dati e le variazioni che si verificano con essi attraverso i livelli, è sufficiente immaginare come si muovono lungo la linea blu del diagramma, prima dall'alto verso il basso lungo i livelli OSI dal primo computer, poi da dal basso verso l'alto al secondo. Ora diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno dei livelli.
1) Fisico (fisico) - si riferisce al cosiddetto "mezzo di trasmissione dati", ad es. fili, cavi ottici, onde radio (nel caso di connessioni wireless) e simili. Ad esempio, se il tuo computer è connesso a Internet tramite un cavo, i fili, i contatti all'estremità del cavo, i contatti del connettore della scheda di rete del tuo computer, nonché i circuiti elettrici interni sulle schede del computer, sono responsabili di la qualità del trasferimento dei dati al primo livello fisico. Gli ingegneri di rete hanno il concetto di "problema con la fisica" - questo significa che lo specialista ha visto un dispositivo di livello fisico come il colpevole della "non trasmissione" dei dati, ad esempio, un cavo di rete è rotto da qualche parte o un segnale basso livello.
2) Canale (collegamento dati) - questo è molto più interessante. Per comprendere il livello del collegamento dati, dobbiamo prima afferrare il concetto di indirizzo MAC, poiché è lui il personaggio principale in questo capitolo:). L'indirizzo MAC è anche chiamato "indirizzo fisico", "indirizzo hardware". È un insieme di 12 caratteri nel sistema numerico, separati da 6 trattini o due punti, ad esempio 08: 00: 27: b4: 88: c1. È necessario per identificare in modo univoco un dispositivo di rete sulla rete. In teoria, l'indirizzo MAC è globalmente unico, ad es. in nessuna parte del mondo può esistere un tale indirizzo ed è "cucito" in un dispositivo di rete in fase di produzione. Tuttavia, ci sono modi semplici per cambiarlo in uno arbitrario e, inoltre, alcuni produttori senza scrupoli e poco conosciuti non esitano a rivettare, ad esempio, un lotto di 5000 schede di rete con esattamente lo stesso MAC. Di conseguenza, se almeno due di questi "fratelli acrobati" compaiono nella stessa rete locale, inizieranno conflitti e problemi.
Quindi, a livello di collegamento dati, i dati vengono elaborati dal dispositivo di rete, che è interessato solo a una cosa: il nostro famigerato indirizzo MAC, ad es. è interessato al destinatario della consegna. Ad esempio, i dispositivi di livello di collegamento includono switch (sono anche switch): mantengono nella loro memoria gli indirizzi MAC dei dispositivi di rete con cui hanno una connessione diretta e diretta e quando ricevono dati sulla loro porta di ricezione, controllano il MAC indirizzi nei dati con gli indirizzi MAC disponibili in memoria. Se c'è una corrispondenza, i dati vengono inviati al destinatario, il resto viene semplicemente ignorato.
3) Rete (rete) - livello "sacro", comprensione del principio di funzionamento di cui per la maggior parte rende tale l'ingegnere di rete. Qui "indirizzo IP" governa con il pugno di ferro, qui è la base delle basi. Grazie alla presenza di un indirizzo IP, diventa possibile trasferire dati tra computer che non fanno parte della stessa rete locale. Il trasferimento di dati tra reti locali diverse si chiama routing, e i dispositivi che lo consentono sono i router (sono anche router, anche se negli ultimi anni il concetto di router è stato notevolmente pervertito).
Quindi, l'indirizzo IP - se non vai nei dettagli, allora questo è un insieme di 12 cifre nel sistema di calcolo decimale ("normale"), diviso in 4 ottetti, separati da un punto, che è assegnato a una rete dispositivo quando è connesso a una rete. Qui devi andare un po' più in profondità: ad esempio, molte persone conoscono un indirizzo della serie 192.168.1.23. È abbastanza ovvio che qui non ci sono 12 cifre. Tuttavia, se scrivi l'indirizzo in formato completo, tutto va a posto - 192.168.001.023. Non approfondiremo ulteriormente in questa fase, poiché l'indirizzamento IP è un argomento separato per la storia e la visualizzazione.
4) Livello di trasporto (trasporto) - come suggerisce il nome, è necessario proprio per la consegna e l'invio dei dati al destinatario. Facendo un'analogia con la nostra posta sofferente, l'indirizzo IP è in realtà l'indirizzo di consegna o di ricezione, e il protocollo di trasporto è il postino che sa leggere e sa consegnare la lettera. Esistono protocolli diversi per scopi diversi, ma hanno lo stesso significato: la consegna.
Il livello di trasporto è l'ultimo, che è generalmente di interesse per gli ingegneri di rete, gli amministratori di sistema. Se tutti e 4 i livelli inferiori hanno funzionato come dovrebbero, ma i dati non hanno raggiunto la destinazione, allora il problema deve essere cercato nel software di un determinato computer. I protocolli dei cosiddetti livelli superiori sono di grande interesse per i programmatori e talvolta ancora per gli amministratori di sistema (se si occupa della manutenzione dei server, per esempio). Pertanto, descriverò ulteriormente lo scopo di questi livelli di passaggio. Inoltre, se si osserva oggettivamente la situazione, molto spesso, in pratica, le funzioni di diversi livelli superiori del modello OSI vengono rilevate da un'applicazione o servizio ed è impossibile dire inequivocabilmente dove assegnarlo.
5) Sessione: controlla l'apertura e la chiusura di una sessione di trasferimento dati, controlla i diritti di accesso, controlla la sincronizzazione dell'inizio e della fine del trasferimento. Ad esempio, se scarichi un file da Internet, il tuo browser (o tramite ciò che scarichi lì) invia una richiesta al server in cui si trova il file. A questo punto vengono attivati i protocolli di sessione, che garantiscono il corretto download del file, dopodiché, in teoria, vengono automaticamente disattivati, sebbene ci siano delle opzioni.
6) Rappresentante (presentazione) - prepara i dati per l'elaborazione da parte della domanda finale. Ad esempio, se si tratta di un file di testo, è necessario controllare la codifica (in modo che "kryakozyabrov" non funzioni), è possibile decomprimerlo dall'archivio…. ma qui, ancora una volta, è chiaramente tracciato ciò di cui ho scritto prima: è molto difficile separare dove finisce il livello rappresentativo e dove inizia il successivo:
7) Applicazione (applicazione) - come suggerisce il nome, il livello delle applicazioni che utilizzano i dati ricevuti e vediamo il risultato delle fatiche di tutti i livelli del modello OSI. Ad esempio, stai leggendo questo testo perché lo hai aperto con la codifica corretta, il carattere corretto, ecc. il tuo browser.
E ora, quando abbiamo almeno una comprensione generale della tecnologia di processo, ritengo necessario dire cosa sono bit, frame, pacchetti, blocchi e dati. Se ricordi, all'inizio di questo articolo ti avevo chiesto di non prestare attenzione alla colonna di sinistra nella tabella principale. Quindi, il suo momento è arrivato! Ora esamineremo di nuovo tutti i livelli del modello OSI e vedremo come semplici bit (zeri e unità) vengono convertiti in dati. Andremo allo stesso modo dal basso verso l'alto, in modo da non interrompere la sequenza di padronanza del materiale.
A livello fisico, abbiamo un segnale. Può essere elettrico, ottico, onde radio, ecc. Finora, questi non sono nemmeno bit, ma il dispositivo di rete analizza il segnale ricevuto e lo converte in zero e uno. Questo processo è chiamato "conversione hardware". Inoltre, già all'interno del dispositivo di rete, i bit vengono combinati in byte (ci sono otto bit in un byte), elaborati e trasmessi al livello di collegamento dati.
A livello di data link abbiamo il cosiddetto Se all'incirca, allora questo è un pacchetto di byte, da 64 a 1518, in un pacchetto, da cui lo switch legge l'intestazione, che contiene gli indirizzi MAC del destinatario e del mittente, nonché informazioni tecniche. Vedendo le corrispondenze dell'indirizzo MAC nell'intestazione e nella sua (memoria), lo switch trasmette i frame con tali corrispondenze al dispositivo di destinazione
A livello di rete, a tutta questa bontà, si aggiungono anche gli indirizzi IP del destinatario e del mittente, che vengono tutti estratti dalla stessa intestazione e questo si chiama pacchetto.
A livello di trasporto, il pacchetto è indirizzato al protocollo corrispondente, il cui codice è indicato nelle informazioni di servizio dell'intestazione ed è dato ai servizi dei protocolli di livello superiore, per i quali si tratta già di dati completi, ad es. informazioni in una forma digeribile e utilizzabile per le applicazioni.
Nel diagramma sottostante, questo sarà visto più chiaramente:
Questa è una spiegazione molto approssimativa del principio del modello OSI, ho cercato di mostrare solo ciò che è rilevante al momento e con il quale è improbabile che un normale specialista IT alle prime armi si imbatta - ad esempio, protocolli obsoleti o esotici della rete o strati di trasporto. Quindi Yandex ti aiuterà:).
