Модель OSI

Короткое объяснение того какие используются уровни и протоколы в модели OSI.

Что это и для чего оно надо

Модель разработали в 70-х, а точнее алгоритм по которому могут передаваться данные. Каждый уровень выполняет свою задачу, один шифрует, другой проверяет соединение и т.д. Сама модель OSI сейчас в основном используется для увеличения академических часов в шарагах, либо как теория, которую используют сетевики (но это не точно). Модель не идеальна, содержит недоработки. А когда пытались строить сети в точности по этой модели, то, получалась шляпа, такие сети становились дорогими, неповоротливыми и ненадежными. Хороший эталон вышел за 7 лет работы, не правда ли? Эту штуку составляли люди для которых понятие "сети" было немного другим, а еще авторы были любителями бумажек, и если учесть еще и время разработки, то становится понятно почему к этой модели сейчас так относятся, и почему модель OSI не актуальна. Для людей которые пилят сайтики, нет смысла знать ее детально. Но краткая версия этой модели, позволяет легче вникнуть в то как загружаются сайты.

Уровни модели

Когда-то на лекциях препод по сетям просил не называть название шараги если не смогу назвать все семь уровней. Когда я решил освежить знания, я понял, что интуитивно я помню и понимаю что где как и когда, а вот взять и описать сходу все уровни не смогу. Ниже конспект который я накидал лично для себя, чтобы в случае чего я мог все таки где-то упомянуть название шараги (сарказм).

На слегка кривой схеме ниже, наглядно показан порядок работы. С 7-го по 4-й -  используются на самих устройствах (компьютер, телефон, Smart TV и т.д.),  с 4-го по 1-й - происходит процесс передачи данных на сетевых устройствах (коммутаторы, маршрутизаторы). Получается что, по этой модели, с 7-го по 4-й это работа разработчиков, а с 4-го по 1-й это работа сетевиков.

L7 - Прикладной

По другому "уровень приложений". C него начинается и заканчивается передача данных приложениями. Только на этом уровне происходит прямое взаимодействие данных и приложений. Главная задача перевести данные из сетевого запроса в понятный вид для приложения или человека. На этом уровне приложения или принимают уже результат работы или отправляют через соответствующий протокол. Используются протоколы: HTTPS/HTTP, EMAIL/POP, SMTP, FTP, RDP, TOR и т.д.

L6 - Уровень представления

Здесь происходят процессы форматирования данных (приведение в другой вид). Сжатие/шифрование/кодирование ну и их же обратные процедуры. Это нужно чтобы данные прошли свой путь безопасно и остались целыми. Чтобы получатель получил то что ожидал получить, а не кракозябру. Используются протоколы: HTTPS, RDP и т.д.

L5 - Сеансовый

Тут происходит открытие и закрытие соединения между двумя узлами. Отрезок времени между открытием и закрытием называется - сеанс. Происходит определение у кого будет право на передачу данных. Производится поддержка сеанса в периоды неактивности приложений. В общем суть уровня в синхронизации. Например трансляции, нужно чтобы все участники получали одинаковые данные, а также определять кто вещает. Используется протокол: TCP, SCTP, SST, UDP и т.д.

L4 - Транспортный

Он контролирует передачу данных. Задача доставить целыми и невредимыми или же доставить как можно быстрей. Если используется TCP протокол, то он будет устанавливать соединение и пытаться передать содержимое без потерь. Пример, текстовое содержимое сайта. Если используется UDP, то ему не так важно потерять данные, как доставить их быстрее. Он по этому и не устанавливает соединение. Может передавать данными разными путями, по частям. 

L3 - Сетевой

Выполняет построение маршрута между устройствами (маршрутизация). Назначаются адреса. Используются протоколы: IPv4, IP,v6, IPsec и т.д.

L2 - Канальный

Исправляются ошибки передачи данных. Добавляется служебная информация (от кого, куда например). Используются протоколы: Ethernet, PPP.

L1 - Физический

Запускается процесс передачи данных. Происходит преобразование битов и байтов (нули и единицы), в электрические импульсы, синусоидальные колебания и оптические сигналы. Ну и само собой, обратное преобразование у получателя. Используется: Ethernet, Bluetooth, Wi-Fi.

Некоторые устройства используют все семь уровней, а некоторым это не нужно. Если с смартфоном все понятно, то например коммутатор будет использовать только первый и второй уровень. Уровни могут выполнял схожие функции.

Пример работы

Имеем контент который оборачивается в HTML разметку и раскрашивается CSS стилями, далее порядок такой:

1. Передача данных по HTTP в браузере (7-й и 6-й уровни);
2. Устанавливается соединение, используется TCP (5-й и 4-й уровни);
3. Строится маршрут, что куда и как. Используется IP (3-й уровень);
4. Финальная обработка (2-й уровень);
5. Отправка данных (1-й уровень);

Недостатки

Уже в 90-х эту модель критиковали. Многие сетевые инженеры соглашались с тем что, что у этой OSI достаточно продуманная и детализированная модель. Но в реальности все шло по пути меньшего сопротивления.

• Считается что модель построена на концепциях, которые не нужны современным сетям;
• Не смотря на большую документацию, некоторые спецификации остались не полными;
• Из за большого количества уровней, работа выполняется медленно;
• Cложно и дорого в реализации.

Небольшой вывод: модель OSI это свод правил, как должны разделяться задачи и их порядок при передаче данных.