Когда мы говорим о коммутаторах уровня 2 и коммутаторах уровня 3, мы фактически имеем в виду уровни общей модели протокола — модели с открытым исходным кодом (OSI). Они обычно используется в описании сетевых коммуникаций. Передача данных между различными сетями невозможна, если отсутствуют общие правила передачи и получения пакетов данных. Эти правила известны как протоколы, среди которых протокол TCP (протокол управления передачей)/IP (интернет протокол) является одним из наиболее широко используемых. Модель TCP/IP широко используется в описании сети и старше модели OSI (open systems interconnection basic reference model — Базовая Эталонная Модель Взаимодействия Открытых Систем). У них обоих много слоев, в чем разница между ними?
Уровни модели OSI
Модель OSI является концептуальной моделью, которая характеризует и стандартизирует то, как различные программные и аппаратные компоненты, участвующие в сетевой коммуникации, должны разделять задачи и взаимодействовать друг с другом. Она имеет семь уровней. На следующем рисунке показаны названия и основные функции каждого уровня.
Рис.1 7 уровней модели OSI
Уровни модели TCP/IP
Модель TCP/IP также является многоуровневой эталонной моделью, но это четырехуровневая модель. Она широко известна как TCP/IP, потому что ее основополагающие протоколы TCP и IP, однако, не только эти два протокола используются в этой модели.
Прикладной уровень
Прикладной уровень модели TCP/IP предоставляет приложениям возможность доступа к службам других уровней и определяет протоколы, используемые приложениями для обмена данными. Наиболее широко известные протоколы прикладного уровня: HTTP, FTP, SMTP, Telnet, DNS, SNMP и протокол маршрутизации информации (RIP).
Транспортный уровен
Транспортный уровень отвечает за предоставление на прикладном уровне служб связи сеансов и датаграмм. Основными протоколами этого уровня являются TCP и UDP. Протокол TCP обеспечивает один-на-один, ориентированную на соединение, надежную службу связи. Он отвечает за последовательность и подтверждение отправленных пакетов, а также восстановление пакетов, потерянных при передаче. UDP предоставляет один-к-одному или один-ко-многим, без подключения, ненадежную службу связи. UDP обычно используется, когда объем передаваемых данных невелик (например, данные помещаются в один пакет).
Сетевой (межсетевой) уровень
Сетевой уровень отвечает за адресацию хостов, упаковку и функции маршрутизации. Основными протоколами сетевого уровня являются IP, протокол разрешения адресов (ARP), протокол управляющих сообщений Интернета (ICMP) и протокол управления группами Интернета (IGMP). На этом уровне IP добавляет заголовок к пакетам, который известен как IP-адрес. Сейчас есть IPv4 (32-разрядный) адрес и IPv6 (128-разрядный) адрес.
Рис.2: примеры IPv4 и IPv6 адресов.
Уровень сетевого доступа
Уровень сетевого доступа (или канальный уровень) отвечает за размещение пакетов TCP/IP на сетевом носителе и получение пакетов TCP/IP с сетевого носителя. TCP/IP разработан, чтобы быть независимым от метода доступа к сети, формата кадра и среды. Другими словами, он не зависит от какой-либо конкретной сетевой технологии. Таким образом, TCP/IP можно использовать для подключения различных типов сетей, таких как Ethernet, Token Ring и асинхронный режим передачи (ATM).
Как обрабатываются данные во время передачи?
В многоуровневой системе устройства обмениваются данными в другом формате, известном как блок протокольных данных (PDU). В таблице ниже показаны PDU на разных уровнях.
Таблица: блок протокольных данных (PDU), обрабатываемый на разных уровнях.
Например, когда пользователь запрашивает просмотр веб-сайта на компьютере, программное обеспечение удаленного сервера сначала передает запрошенные данные на прикладной уровень, где они обрабатываются от уровня к уровню, при этом каждый уровень выполняет свои назначенные функции. Затем данные передаются по физическому уровню сети до тех пор, пока их не получит конечный сервер или другое устройство. На этом этапе данные снова передаются вверх по уровням, каждый уровень выполняет назначенные ему операции, пока данные не будут использованы принимающим программным обеспечением.
Рисунок 3: потоки данных от верхних уровней к нижним, каждый уровень добавляет верхний/нижний колонтитул к PDU.
Во время передачи каждый слой добавляет верхний или нижний колонтитул или оба к PDU, поступающему с верхнего уровня, который направляет и идентифицирует пакет. Этот процесс называется инкапсуляцией. Верхний (и Нижний колонтитулы) и данные вместе образуют PDU для следующего уровня. Процесс продолжается до достижения самого низкого уровня (физического уровня или уровня доступа к сети), с которого данные передаются на принимающее устройство. В приемном устройстве происходит обратный процесс, де-инкапсуляции данных на каждом уровне. верхние и нижние колонтитулы направляют операции. Затем приложение, наконец, использует данные. Процесс продолжается до тех пор, пока все данные не будут переданы и получены.
Со знанием разделения уровней, мы можем диагностировать, где находится проблема, когда соединение пропадает. Принцип состоит в том, чтобы проверить с самого низкого уровня, а не с самого высокого уровня. Потому что каждый уровень служит для уровня выше, и будет легче справиться с проблемами нижнего слоя. Например, если компьютер не может подключиться к интернету, первое, что необходимо сделать, это проверить, подключен ли сетевой кабель к компьютеру или подключена ли к коммутатору точка беспроводного доступа (WAP).
Модель TCP/IP старше модели OSI. На следующем рисунке показана соответствующая взаимосвязь их уровней.
Рисунок 4: модель OSI vs модели TCP/IP и набор протоколов TCP/IP.
Сравнивая слои TCP/IP-модели, и модели OSI, прикладной уровень протокола TCP/IP-модели аналогичен комбинации слоев 5, 6, 7 модели OSI, но TCP/IP-модель не имеет отдельного уровня представления и сеансового уровня. Транспортный уровень протокола TCP/IP включает в себя функции транспортного уровня OSI и некоторые функции сеансового уровня модели OSI. Уровень доступа сети модели TCP/IP охватывает канальный и физический уровни модели OSI. Обратите внимание, что сетевой уровень TCP/IP не использует преимущества служб последовательности и подтверждения, которые могут присутствовать на канальном уровне передачи данных модели OSI. Это ответственность транспортного уровня в модели TCP/IP.
Значение TCP/IP и OSI в устранении неполадок
Учитывая значения двух моделей, модель OSI является концептуальной моделью. Она в основном используется для описания, обсуждения и понимания отдельных сетевых функций. Однако, TCP/IP в первую очередь сконструирована для того чтобы разрешить специфический круг проблем, а не действовать как описание поколения для всех сетевых взаимодействий как модель OSI. Модель OSI является общей, независимой от протокола, но большинство протоколов и систем придерживаются ее, в то время как модель TCP/IP основана на стандартных протоколах, которые разработал интернет. Другой момент, который следует отметить в модели OSI заключается в том, что не все уровни используются в более простых приложениях. В то время как уровни 1, 2, 3 являются обязательными для любой передачи данных, приложение может использовать какой-то уникальный интерфейс уровня вместо обычных верхних уровней в модели.
Заключение
Модель TCP/IP и модель OSI являются концептуальными моделями, используемыми для описания всех сетевых коммуникаций, в то время как TCP/IP сама по себе также является важным протоколом, используемым во всех операциях Интернета. Как правило, когда мы говорим об уровне 2, уровне 3 или уровне 7, в котором работает сетевое устройство, мы имеем в виду модель OSI. Модели TCP/IP используется как для моделирования текущей архитектуры Интернета и обеспечивают набор правил, которым следуют все формы передачи по сети.
Оценили 4 человека
5 кармы