В современном мире сетевых технологий существует широкое разнообразие сетей, каждая из которых предназначена для передачи и управления данными. Одной из таких сетей является открытая сеть, которая обеспечивает доступ и передачу данных между отдельными устройствами или системами. Но насколько открыта может быть сеть и какие именно сети считаются открытыми? Разберемся в этой статье подробнее.
На самом базовом уровне сеть состоит из каналов, которые обеспечивают передачу данных между устройствами. Канальный уровень является одним из уровней стека стандартов сети и отвечает за физическую передачу данных. Он определен стандартами, которые определяют форматы передачи данных и способы их передачи по физическим каналам.
Однако открытая сеть не сводится только к канальному уровню. Она также включает в себя уровни передачи данных, сетевого уровня, уровня сеанса, уровня представления данных, уровня прикладного программного обеспечения и уровня управления ресурсами. Каждый из этих уровней отвечает за определенные функции в процессе взаимодействия между устройствами в сети.
Открытая сеть также предоставляет возможность обнаружения и доступа к предоставляемым ею ресурсам. Например, в открытой сети можно получить доступ к файлам, каталогам или другим ресурсам, предоставляемым другими устройствами в этой сети. Такое взаимодействие реализуется на уровне прикладного программного обеспечения, которое переводит данные в синтаксис, понятный для устройств в сети.
Транспортный уровень
На этом уровне реализуется такое понятие, как открытость сети. Это означает, что сеть предоставляет широкое разнообразие стандартных протоколов, которые позволяют создавать и использовать открытые сетевые сервисы. Самый известный пример открытой сети — интернет.
На транспортном уровне предоставляется возможность передачи данных между компьютерами с промежуточной пересылкой пакетов, соблюдая определенный порядок и контролируя целостность информации. Для этого используются различные протоколы, такие как TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
Один из примеров протокола, работающего на транспортном уровне — session layer протокол. Наиболее известный пример такого протокола — netbios/smb, который разработан для управления различными ресурсами в сетевом окружении. Открытой сетью, использующей протоколы транспортного уровня, является, например, сеть UNIX.
Транспортный уровень является составной частью открытой сети, предоставляющей возможности программного взаимодействия между компьютерами и системами. Он обеспечивает уровень абстракции, позволяющий каждому процессу на компьютере обмениваться данными с процессами на других компьютерах.
Канальный уровень
Этот уровень взаимодействует с физическим уровнем и обеспечивает передачу данных по каналам связи. Он реализуется с помощью протоколов, которые предлагают разные функции, включая установление и разрыв соединения, сегментацию и объединение данных и проверку наличия и исправление ошибок.
Каналы связи реализуются наиболее привычными для нас современными сетевыми интерфейсами, такими как Ethernet или Wi-Fi. Для передачи данных между компьютерами используется фреймы, которые содержат заголовок и полезную нагрузку. Заголовок протокола канального уровня содержит информацию о адресах места назначения и отправителя, а также о проверке целостности данных.
Система протоколов канального уровня может быть реализована разными способами, в зависимости от использования и характеристик сети. Например, в сети Ethernet протокол IEEE 802.3 предлагает набор правил и спецификаций для передачи данных на физическом уровне.
Кроме того, на канальном уровне может быть реализовано взаимодействие с другими системами или устройствами в сети, такими как мосты или коммутаторы. Это позволяет организовать передачу данных только между определенными узлами сети и обеспечить более эффективное использование доступного пропускного способа.
Итак, канальный уровень является важным компонентом модели OSI и обеспечивает передачу данных внутри сети. Он реализуется с помощью системы протоколов, которые предлагают функции для обеспечения надежности и эффективности передачи, а также взаимодействия с другими уровнями и устройствами сети.
Прикладной уровень
На прикладном уровне происходит взаимодействие между приложениями, использующими сеть, и сетью. Он определяет, как приложения обмениваются данными через сеть и как они получают доступ к различным сервисам и ресурсам.
Протоколы прикладного уровня обычно работают с более высокоуровневыми форматами данных, чем нижележащие уровни. Они определяют структуру данных, методы управления и способы представления информации. Каждый протокол на этом уровне выполняет свою задачу и реализуется через стандартные средства или создаваемые фирмами.
На этом уровне ключевая роль принадлежит прикладным протоколам. Они создают спецификации, определяющие синтаксис и семантику передаваемых данных в формате, понятном приложениям. Благодаря этому приложения могут обмениваться информацией между собой, независимо от того, на разных ли они компьютерах или операционных системах.
Примерами протоколов на прикладном уровне являются HTTP, FTP, SMTP, POP3 и многие другие. Они позволяют обмениваться файлами, отправлять и получать электронные письма, просматривать веб-страницы и выполнять другие прикладные задачи.
Протоколы прикладного уровня управляются приложениями и не зависят от способа передачи данных на физическом уровне. Они используют другие протоколы, работающие на предыдущих уровнях, чтобы отправить и получить информацию по сети.
Примером обычного протокола прикладного уровня является HTTP (HyperText Transfer Protocol), который используется для передачи веб-страниц и других ресурсов. Он определяет синтаксис и структуру запросов и ответов, а также способы установления соединения и передачи данных.
На прикладном уровне также применяются специальные форматы данных, например, XML (Extensible Markup Language) или JSON (JavaScript Object Notation). Они представляют собой стандартные способы организации и передачи информации между приложениями.
Терминология и структура прикладного уровня определены в рамках модели OSI (Open Systems Interconnection). Эта модель разделяет функции сетевых уровней на несколько уровней и описывает, как эти уровни взаимодействуют друг с другом.
Прикладной уровень обеспечивает взаимодействие между приложениями на разных компьютерах или операционных системах. Это позволяет пользователям получить доступ к различным сервисам и ресурсам в сети, таким как электронная почта, файловые серверы, веб-страницы и другие.
Физический уровень
На физическом уровне определены наборы правил и стандартов, которые регулируют форматы и порядок передачи данных. Определение таких протоколов позволяет сетевым системам обмениваться данными и взаимодействовать друг с другом.
Например, Ethernet является одним из самых широко используемых протоколов физического уровня. Он предоставляет средства передачи данных по проводным сетям, обычно используя витую пару или оптоволокно.
Описание протокола Ethernet включает в себя синтаксис фреймов данных, типа сигналов и форматы для регистрации ошибок. Другими примерами протоколов физического уровня являются USB, Wi-Fi, Bluetooth и другие.
Физический уровень также отвечает за поддержание соединения между устройствами, включая управление сеансами передачи данных и обнаружение ошибок. Например, когда компьютер отправляет данные, протоколы физического уровня устанавливают подключение и проверяют, чтобы все данные были доставлены без потерь или повреждений.
Таким образом, физический уровень играет важную роль в установлении и поддержании сетевого соединения. Он обеспечивает физическую передачу данных между компьютерами и устройствами в сети.
На физическом уровне сетевой стек OSI используется набор протоколов, таких как Ethernet, USB, Wi-Fi, Bluetooth и другие. Они определяют стандарты передачи данных и форматы фреймов для обмена информацией между компьютерами и сетевыми устройствами.
Протокол Ethernet, например, создает фреймы данных, которые передаются через физический канал связи. Формат фрейма Ethernet включает в себя различные поля, такие как адрес назначения и исходный адрес, тип данных и контрольную сумму для обнаружения ошибок.
Другим примером протокола физического уровня является USB (Universal Serial Bus), который предоставляет стандартный интерфейс для подключения устройств к компьютеру. USB определяет различные типы физического соединения и спецификации для передачи данных.
Физический уровень также включает в себя механизмы для управления передачей данных, такие как установка и разрыв соединения, а также проверка наличия и исправления ошибок. Например, при использовании протокола Ethernet передача данных начинается с установки соединения между отправителем и получателем, а затем данные передаются через физический канал связи в формате фреймов данных.
Таким образом, физический уровень играет важную роль в передаче данных между компьютерами и устройствами в сети. Он определяет стандарты передачи данных и форматы фреймов для обмена информацией между компьютерами и сетевыми устройствами.
Стеки протоколов
Самый распространенный стек протоколов это TCP/IP. Этот стек определяет принципы передачи данных, включая их сегментацию, адресацию, пересылку и доставку. Он состоит из четырех уровней – физического, сетевого (интернет-протокола), транспортного и прикладного.
Физический уровень
Физический уровень определяет средства передачи данных, такие как провода, волоконно-оптические каналы или радиоволны. Примером протокола на этом уровне является Ethernet.
Уровень сетевого интернет-протокола (IP)
Уровень IP определяет адресацию и маршрутизацию пакетов данных. Он отвечает за доставку данных в сети и управление сетевыми ресурсами. Примером протокола на этом уровне является IPv4 или IPv6.
Уровень транспортного протокола
Уровень транспортного протокола обеспечивает передачу данных между конечными устройствами в сети. Самый распространенный пример этого уровня это протокол TCP (Transmission Control Protocol), который привычен для многих пользователей в качестве основного протокола передачи данных.
Также, на этом уровне можно использовать UDP (User Datagram Protocol), который позволяет передавать данные без установления соединения и обеспечивает более быструю передачу, но менее надежную.
Прикладной уровень
Прикладной уровень предоставляет интерфейс для программирования приложений и предоставляет сервисы для обмена данными. Примерами протоколов на этом уровне являются HTTP (HyperText Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) и другие.
Каждый протокол в стеке определяет свои собственные форматы и семантику для передачи данных. Например, HTTP использует текстовые форматы для передачи данных, FTP передает файлы и каталоги, а SMTP используется для электронной почты.
Стеки протоколов являются стандартами, определенными международными организациями, такими как International Organization for Standardization (ISO). Стандарты определяют название, синтаксис и функции протоколов, а также спецификацию для их использования.
| Уровень | Примеры протоколов |
|---|---|
| Прикладной уровень | HTTP, FTP, SMTP |
| Уровень транспортного протокола | TCP, UDP |
| Уровень IP | IPv4, IPv6 |
| Физический уровень | Ethernet |
Сетевой уровень
На сетевом уровне происходит взаимодействие между уровнями выше и ниже — управление топологией сети, перевод сообщений между протоколами, создание и управление соединениями.
Сетевой уровень предоставляет два формата сообщений — датаграммы и виртуальные каналы. Датаграммы позволяют отправлять независимые пакеты данных без установления соединения, а виртуальные каналы предоставляют надежную передачу данных на основе установленного соединения.
Например, в сети Интернет сетевой уровень обеспечивается протоколом IP (Internet Protocol), который управляет маршрутизацией пакетов данных между компьютерами в сети. Протокол IP переводит сообщение от транспортного уровня в формат пакетов и определяет правила и порядок их передачи в сети.
Для реализации сетевого уровня существует стек протоколов TCP/IP, который является эталонным в современных сетях. Он предоставляет возможность создавать соединения в сети, обеспечивает маршрутизацию и перевод сообщений между уровнями стека.
Список основных задач сетевого уровня:
- Управление топологией сети
- Обработка и передача пакетов данных
- Маршрутизация пакетов
Примеры протоколов сетевого уровня:
| Протокол | Описание |
|---|---|
| IP (Internet Protocol) | Межсетевой протокол, обеспечивает адресацию и маршрутизацию пакетов данных в сети Интернет |
| ARP (Address Resolution Protocol) | Протокол разрешения адресов, используется для связи между физическим и сетевым адресом в сети Ethernet |
| RIP (Routing Information Protocol) | Протокол передачи информации о маршрутах, используется на сетевом уровне для обмена информацией о маршрутах между маршрутизаторами |
Сеансовый уровень
Сеанс – это совокупность данных, передаваемых между двумя или более устройствами, включающая вопросы, ответы и контрольные суммы. Сеансовый уровень определяет форматы и протоколы для начала и окончания сеанса, а также для контроля его продолжительности и качества передачи данных. Семантика сеансового уровня позволяет устройствам вести диалог и согласовывать свои действия для успешной передачи информации.
Сеансовый уровень также отвечает за управление потоком данных и синхронизацию передачи. Он определяет, какие устройства и в каком порядке могут передавать данные, а также регулирует темп передачи информации. Открытая сеть должна обеспечивать открытость сеансового уровня, что подразумевает возможность использования различных протоколов и форматов передачи данных.
Примером стандарта сеансового уровня является TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), который используется для передачи данных в интернете. TCP/IP определяет протоколы для создания, управления и завершения сеансов связи между компьютерами.
Сеансовый уровень является составной частью модели OSI и взаимодействует с другими уровнями, включая физический, канальный, сетевой, транспортный и прикладной. Уровни модели OSI взаимодействуют друг с другом, чтобы обеспечить надежную и эффективную передачу данных в открытой сети.
Представительный уровень
На этом уровне происходит установление, поддержка и завершение соединений между рабочими станциями. Для этого используются спецификации и протоколы, которые позволяют управлять сеансами обмена информацией.
Рабочая станция может быть в роли инициатора или приемника сеанса. Уровень представительного уровня устанавливает соединение между двумя рабочими станциями и осуществляет управление этим соединением.
На представительном уровне осуществляется контроль за последовательностью передачи данных, уровень пересылки данных и управление потоком данных. При передаче данных между рабочими станциями этапы передачи данных делятся на блоки, которые затем могут быть переданы по сети.
Представительный уровень основывается на принципах управления сеансами в сетевом взаимодействии. Сеанс — это временная последовательность взаимодействия между двумя или более устройствами, которая происходит в определенное время. Каждый сеанс имеет свое уникальное название, которое называется идентификатором сеанса.
Открытость на представительном уровне означает, что он поддерживает протоколы и спецификации, которые могут быть использованы другими уровнями модели OSI.
Существуют различные протоколы и спецификации на представительном уровне, такие как протоколы установления и разрыва соединений, протоколы контроля потока данных и протоколы управления сеансами.
Наиболее популярным протоколом на представительном уровне является протокол session initiation protocol (SIP), который широко используется в VoIP-системах для управления сеансами связи.
Протоколы представительного уровня можно заменить или использовать вместе с протоколами других уровней модели OSI в соответствии с требованиями конкретной информационной системы или организации.
0 Комментариев