OSI
Идея передачи данных по сети на большие расстояния возникла очень давно. Первые компьютерные сети работали в режиме разделения времени, когда подключения одного компьютера к другому было возможно только в определенный временной интервал. Такие сети были основаны на технологиях компании IBM, выпускающей в то время большие компьютеры – мэйнфрэймы.
Появление локальных сетей в начале 80х годов прошлого века с появлением в конце 80х интернет произвело поистине революцию в мире информации. Но вместе с появлением новых возможностей, появилась и задача управления сетями. Unixсистемы, традиционно занимавшие роль систем, использующих возможности сети оказались в выигрышном положении.
В 1984 году международная организация по стандартизации (ISO) создала эталонную модель взаимодействия открытых систем (или OSI – Open System Interconnection). Модель решает задачу перемещения данных по сети путем распределения ее по 7 уровням, которыми управлять легче, нежели единой целостной системой. Уровни более или менее независимы друг от друга, так что задачи, связанные с каждым из них тоже могут выполняться независимо.
Итак, вот эти уровни:
•7 – уровень приложений: это ближайший к пользователю уровень OSI. В задачи, выполняемые на этом уровне входит определение доступности ресурсов, аутентификации (определение подлинности) пользователя, отображения информации и т.п. В качестве примеров можно привести протоколы FTP(file tranfetr protocol), SMTP (simple mail tranfer protocol), HTTP (hyper text transfer protocol).
•6 – уровень представлений: обеспечивает различные кодирования и преобразования, которым подвергаются данные приложения. Полуляные протоколы уровня представлений это MPEG – стандарт сжатия и кодирования видео, GIF, JPEG, PNG – стандарты сжатия и кодирования графических изображений, SSL – защищенные соединения.
•5 – сеансовый уровень: на этом уровне устанавливаются сеансы обмена данными, происходит их управление и завершение. Наиболее известным протоколом этого уровня являемся протокол SMB (server message block) – передача файлов в сетях Windows.
•4 – транспортный уровень: принимает данные от более высокого уровня и разбивает их на части для передачи по сети. Как правило, транспортный уровень “отвечает” за доставку иправильную сборку данных. Именно на этом уровне происходит управление потоками данных, передаваемых по сети. Наиболее известные протоколы транспортного уровня это TCP, UDP.
•3 – сетевой уровень: определяет сетевой адрес, отвечает за маршрутизацию пакетов. Сетевой уровень определяет логическое устройство сети. Известнейшие протоколы сетевого уровня: IP, X25, IPX.
•2 – канальный уровень: обеспечивает надежную передачу данных в физической сети. Спецификации канального уровня определяют важнейшие характеристики сети, такие как размер пакета, пропускная способность и т.п. Также на канальном уровне определяется физическое (MAC управление доступом к носителю) устройство сети посредством присвоения ему уникального MAC-адреса (или без таковых в соединениях точка-точка). Наиболее известные протоколы канального уровня: Ethernet, Token Ring, PPP, DSL, ATM и др.
•1 – физический уровень модели OSI: регламентирует физические, механические процедурные спецификации. Проще говоря, физический уровень определяет среду передачи – витая пара, медный провод, оптоволоконный кабель и др.
В состав семейства протоколов TCP/IP входят 8 протоколов, не считая сторонних протоколов маршрутизации. Лояльность разработчиков этого семейства протоколов позволила использовать любой протокол маршрутизации, однако в стандарте TCP/IP определен и собственный.
Начнем с нижнего уровня и перечислим их:
•ARP – Address Resolution Protocol – протокол преобразования адресов. Обеспечивает преобразование сетевых адресов в адреса физических устройств MAC. Работает одновременно на двух уровнях – канальном и сетевом.
•RARP – Reverse Address Resolution Protocol – протокол обратного преобразования адресов. Обеспечивает преобразования MAC-адреса в IP-адрес. Для работы требует наличие сервера RARP c таблицей преобразования. Чаще всего использовался для загрузки бездисковых рабочих станции, которые при запуске не знают своего IP-адреса. Работает одновременно на двух уровнях – канальном и сетевом.
•DHCP – Dynamic Host Configure Protocol – протокол динамической конфигурации хоста. Позволяет присваивать IP-адреса, маршрут по умолчанию и некоторую другую сетевую информацию о сети IP-устройствам. Работает одновременно на трех уровнях – канальном, сетевом и уровне приложений.
•IP – Internet Protocol – протокол сетевого уровня, который содержит информацию об адресе логического устройства сети и некоторую информацию о маршрутизации пакетов в сети. Является основным сетевым протоколом в наборе протоколов TCP/IP. Имеет две основные функции – передачу дейтограмм (блоков данных) по сети с наименьшими затратами без подтверждения соединения и обеспечение фрагментации (разбивки) пакетов и последующей сборки для поддержки передачи протоколу канального уровня с различным максимальным размером блоков передаваемых данных.
•ICMP Internet Control Message Protocol – протокол контроля сообщений в сети Internet – обеспечивает создание и отправку пакетов с отчетами об ошибках и другой информации о обработке IP-пакетов, а также контроля доступности узлов в сети. Работает на сетевом уровне модели OSI.
•IDRP – ICMP RouterDiscovery Protocol – ICMP-протокол обнаружения маршрутизатора: использует объявления и запросы маршрутизаторов, чтобы определить адреса маршрутизаторов соседних сетей. Работает на сетевом уровне.
•UDP – User Datagram Protocol – протокол передачи блоков данных пользователя: протокол транспортного уровня, не требующий подтверждения соединения. Имеет систему портов, позволяющих различать приложения, работающие на одном устройстве.
•TCP – Tranfer Control Protocol – протокол управления передачей: протокол транспортного уровнямодели OSI с подтверждением соединения. Кроме системы портов вводит также понятие соединения, позволяющего одновременную работу портов в режимах “один ко многим”.