Tôi sẽ cố gắng mô tả theo cách đơn giản nhất có thể OSI là loại quái thú nào và ai cần nó. Nếu bạn muốn kết nối cuộc sống của mình với công nghệ thông tin và đang ở giai đoạn đầu của cuộc hành trình, thì việc hiểu hoạt động của OSI đơn giản là rất quan trọng, bất kỳ chuyên gia nào cũng sẽ cho bạn biết điều này.
Tôi sẽ bắt đầu bằng cách xác định thế nào là phong tục. Mô hình OSI là một mô hình lý tưởng về mặt lý thuyết để truyền dữ liệu qua mạng. Điều này có nghĩa là trong thực tế, bạn sẽ không bao giờ tìm thấy sự phù hợp chính xác với mô hình này, đó là điểm chuẩn mà các nhà phát triển mạng và nhà sản xuất thiết bị mạng tuân thủ để duy trì tính tương thích của sản phẩm của họ. Bạn có thể so sánh điều này với ý kiến của mọi người về mẫu người lý tưởng - bạn sẽ không tìm thấy nó ở đâu cả, nhưng mọi người đều biết mình phải phấn đấu vì điều gì.
Tôi muốn phác thảo ngay một sắc thái - những gì được truyền qua mạng trong mô hình OSI, tôi sẽ gọi là dữ liệu, điều này không hoàn toàn chính xác, nhưng để không làm người đọc mới làm quen với các thuật ngữ nhầm lẫn, tôi đã thỏa hiệp với lương tâm của mình.
Sau đây là sơ đồ mô hình OSI được biết đến nhiều nhất và hiểu rõ nhất. Sẽ có nhiều bản vẽ hơn trong bài viết, nhưng tôi đề xuất coi hình đầu tiên là hình chính:
Bảng gồm hai cột, ở giai đoạn đầu chúng ta chỉ quan tâm đến cột bên phải. Chúng ta sẽ đọc bảng từ dưới lên trên (nếu không:)). Thực tế, đây không phải là ý thích của tôi mà tôi làm vì sự thuận tiện trong việc đồng hóa thông tin - từ đơn giản đến phức tạp. Đi!
Ở bên phải của bảng trên, từ dưới lên trên, đường dẫn dữ liệu được truyền qua mạng (ví dụ: từ bộ định tuyến gia đình đến máy tính của bạn) được hiển thị. Làm rõ - nếu bạn đọc các lớp OSI từ dưới lên trên, thì đây sẽ là đường dẫn dữ liệu ở phía nhận, nếu từ trên xuống dưới thì ngược lại - phía gửi. Tôi hy vọng nó rõ ràng cho đến nay. Để xóa tan hoàn toàn những nghi ngờ, đây là một sơ đồ khác cho rõ ràng:
Để theo dõi đường đi của dữ liệu và những thay đổi xảy ra với chúng qua các cấp, đủ để tưởng tượng cách chúng di chuyển dọc theo đường màu xanh lam trên sơ đồ, đầu tiên di chuyển từ trên xuống dưới dọc theo các mức OSI từ máy tính đầu tiên, sau đó từ từ dưới lên trên đến thứ hai. Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn từng cấp độ.
1) Vật lý (phisical) - nó đề cập đến cái gọi là "phương tiện truyền dữ liệu", tức là dây điện, cáp quang, sóng vô tuyến (trong trường hợp kết nối không dây) và các loại tương tự. Ví dụ: nếu máy tính của bạn được kết nối với Internet qua cáp, thì dây dẫn, các điểm tiếp xúc ở đầu dây, các điểm tiếp xúc của đầu nối card mạng của máy tính cũng như các mạch điện bên trong trên bo mạch máy tính, chịu trách nhiệm về chất lượng truyền dữ liệu ở cấp độ vật lý đầu tiên. Các kỹ sư mạng có khái niệm về "vấn đề vật lý" - điều này có nghĩa là chuyên gia đã xem thiết bị lớp vật lý là thủ phạm gây ra "không truyền" dữ liệu, ví dụ: cáp mạng bị đứt ở đâu đó hoặc tín hiệu thấp. cấp độ.
2) Kênh (liên kết dữ liệu) - điều này thú vị hơn nhiều. Để hiểu về lớp liên kết dữ liệu, trước tiên chúng ta phải nắm được khái niệm về địa chỉ MAC, vì chính anh ta sẽ là nhân vật chính trong chương này:). Địa chỉ MAC còn được gọi là "địa chỉ vật lý", "địa chỉ phần cứng". Nó là một tập hợp 12 ký tự trong hệ thống số, được phân tách bằng 6 dấu gạch ngang hoặc dấu hai chấm, ví dụ 08: 00: 27: b4: 88: c1. Nó là cần thiết để xác định duy nhất một thiết bị mạng trên mạng. Về lý thuyết, địa chỉ MAC là duy nhất trên toàn cầu, tức là không nơi nào trên thế giới có được một địa chỉ như vậy, và nó được “khâu” thành một thiết bị mạng ở công đoạn sản xuất. Tuy nhiên, có những cách đơn giản để thay đổi nó thành một cái tùy ý, và bên cạnh đó, một số nhà sản xuất vô đạo đức và ít được biết đến cũng không ngần ngại tán thành, ví dụ như lô 5000 card mạng có cùng MAC. Theo đó, nếu ít nhất hai "anh em nhào lộn" như vậy xuất hiện trong cùng một mạng cục bộ, xung đột và các vấn đề sẽ bắt đầu.
Vì vậy, tại lớp liên kết dữ liệu, dữ liệu được xử lý bởi thiết bị mạng, thiết bị này chỉ quan tâm đến một thứ - địa chỉ MAC khét tiếng của chúng tôi, tức là anh ta quan tâm đến địa chỉ nhận hàng. Ví dụ, các thiết bị lớp liên kết bao gồm các bộ chuyển mạch (chúng cũng là bộ chuyển mạch) - chúng lưu giữ trong bộ nhớ địa chỉ MAC của các thiết bị mạng mà chúng có kết nối trực tiếp, trực tiếp và khi chúng nhận dữ liệu trên cổng nhận của chúng, chúng sẽ kiểm tra MAC. địa chỉ trong dữ liệu với địa chỉ MAC có sẵn trong bộ nhớ. Nếu có sự trùng khớp, thì dữ liệu được gửi đến người nhận địa chỉ, phần còn lại đơn giản là bỏ qua.
3) Network (mạng) - mức độ "thiêng liêng", sự hiểu biết về nguyên lý hoạt động của nó phần lớn khiến người kỹ sư mạng trở nên như vậy. Đây là quy tắc "địa chỉ IP" bằng một quả đấm sắt, đây là cơ sở của những điều cơ bản. Do sự hiện diện của địa chỉ IP, có thể truyền dữ liệu giữa các máy tính không thuộc cùng một mạng cục bộ. Việc truyền dữ liệu giữa các mạng cục bộ khác nhau được gọi là định tuyến, và các thiết bị cho phép thực hiện điều này là bộ định tuyến (chúng cũng là bộ định tuyến, mặc dù trong những năm gần đây, khái niệm về bộ định tuyến đã bị thay đổi rất nhiều).
Vì vậy, địa chỉ IP - nếu bạn không đi sâu vào chi tiết, thì đây là một tập hợp 12 chữ số trong hệ thống tính toán thập phân ("bình thường"), được chia thành 4 octet, cách nhau bằng dấu chấm, được gán cho một mạng thiết bị khi được kết nối mạng. Ở đây bạn cần phải đi sâu hơn một chút: ví dụ: nhiều người biết một địa chỉ từ chuỗi 192.168.1.23. Rõ ràng là không có 12 chữ số nào ở đây. Tuy nhiên, nếu bạn viết địa chỉ ở định dạng đầy đủ, mọi thứ sẽ đúng vào vị trí - 192.168.001.023. Chúng tôi sẽ không đào sâu hơn nữa ở giai đoạn này, vì địa chỉ IP là một chủ đề riêng biệt cho câu chuyện và hiển thị.
4) Lớp vận chuyển (transport) - như tên gọi của nó, cần chính xác cho việc phân phối và gửi dữ liệu đến người nhận. Tương tự với bức thư lâu nay của chúng tôi, địa chỉ IP thực sự là địa chỉ gửi hoặc nhận, và giao thức vận chuyển là người đưa thư có thể đọc và biết cách chuyển thư. Có các giao thức khác nhau cho các mục đích khác nhau, nhưng chúng có cùng ý nghĩa - giao hàng.
Lớp truyền tải là lớp cuối cùng, được các kỹ sư mạng, quản trị hệ thống quan tâm nhiều. Nếu cả 4 cấp độ thấp hơn đều hoạt động như bình thường, nhưng dữ liệu không đến được đích, thì vấn đề phải được tìm kiếm trong phần mềm của một máy tính cụ thể. Các giao thức của cái gọi là cấp trên là mối quan tâm lớn đối với các lập trình viên và đôi khi vẫn là các quản trị viên hệ thống (ví dụ: nếu anh ta tham gia vào việc bảo trì máy chủ). Do đó, tôi sẽ mô tả thêm mục đích của việc vượt qua các cấp độ này. Ngoài ra, nếu bạn nhìn vào tình huống một cách khách quan, thông thường, trong thực tế, các chức năng của một số lớp trên của mô hình OSI được một ứng dụng hoặc dịch vụ đảm nhận và không thể nói rõ ràng nơi phân công nó.
5) Phiên - kiểm soát việc mở và đóng phiên truyền dữ liệu, kiểm tra quyền truy cập, kiểm soát việc đồng bộ hóa quá trình bắt đầu và kết thúc quá trình truyền. Ví dụ: nếu bạn tải xuống một tệp từ Internet, thì trình duyệt của bạn (hoặc thông qua những gì bạn tải xuống ở đó) sẽ gửi một yêu cầu đến máy chủ nơi chứa tệp. Tại thời điểm này, các giao thức phiên được bật, đảm bảo tải tệp xuống thành công, sau đó, về lý thuyết, chúng sẽ tự động bị tắt, mặc dù có các tùy chọn.
6) Đại diện (trình bày) - chuẩn bị dữ liệu để ứng dụng cuối cùng xử lý. Ví dụ, nếu là tệp văn bản, thì bạn cần kiểm tra mã hóa (để "kryakozyabrov" không hoạt động), có thể giải nén nó khỏi kho lưu trữ…. nhưng ở đây, một lần nữa, những gì tôi đã viết trước đó được truy nguyên rõ ràng - rất khó để phân biệt đâu là cấp độ đại diện kết thúc và đâu là cấp độ tiếp theo bắt đầu:
7) Ứng dụng (ứng dụng) - như tên của nó, cấp độ của các ứng dụng sử dụng dữ liệu nhận được và chúng tôi thấy kết quả lao động của tất cả các cấp độ của mô hình OSI. Ví dụ: bạn đang đọc văn bản này vì bạn đã mở nó bằng mã hóa chính xác, phông chữ chính xác, v.v. trình duyệt của bạn.
Và bây giờ, khi chúng ta ít nhất đã có hiểu biết chung về công nghệ xử lý, tôi cho rằng cần phải biết các bit, khung, gói, khối và dữ liệu là gì. Nếu bạn nhớ, ở đầu bài viết này, tôi đã yêu cầu bạn không chú ý đến cột bên trái trong bảng chính. Vì vậy, thời gian của cô ấy đã đến! Bây giờ chúng ta sẽ đi qua tất cả các lớp của mô hình OSI một lần nữa và xem các bit đơn giản (số không và số một) được chuyển đổi thành dữ liệu như thế nào. Chúng tôi sẽ đi theo cùng một cách từ dưới lên, để không làm gián đoạn trình tự làm chủ tài liệu.
Ở cấp độ vật lý, chúng ta có một tín hiệu. Nó có thể là điện, quang học, sóng vô tuyến, v.v. Cho đến nay, đây không phải là các bit, nhưng thiết bị mạng sẽ phân tích tín hiệu nhận được và chuyển đổi nó thành các số không và các số một. Quá trình này được gọi là "chuyển đổi phần cứng". Hơn nữa, đã có bên trong thiết bị mạng, các bit được kết hợp thành từng byte (có tám bit trong một byte), được xử lý và truyền đến lớp liên kết dữ liệu.
Ở cấp độ liên kết dữ liệu, chúng ta có cái gọi là Nếu đại khái, thì đây là một gói byte, từ 64 đến 1518, trong một gói, từ đó công tắc đọc tiêu đề, chứa địa chỉ MAC của người nhận và người gửi., cũng như thông tin kỹ thuật. Xem các kết quả trùng khớp của địa chỉ MAC trong tiêu đề và trong (bộ nhớ) của nó, bộ chuyển mạch sẽ truyền các khung có các kết quả trùng khớp đó đến thiết bị đích
Ở cấp độ mạng, tất cả những điều tốt đẹp này, địa chỉ IP của người nhận và người gửi cũng được thêm vào, tất cả đều được trích xuất từ cùng một tiêu đề và đây được gọi là gói tin.
Ở cấp độ truyền tải, gói tin được gửi tới giao thức tương ứng, mã của nó được chỉ ra trong thông tin dịch vụ của tiêu đề và được cấp cho các dịch vụ của các giao thức cấp trên, mà đây đã là dữ liệu đầy đủ, tức là. thông tin ở dạng dễ tiêu hóa, có thể sử dụng được cho các ứng dụng.
Trong sơ đồ dưới đây, chúng ta sẽ thấy rõ hơn điều này:
Đây là một lời giải thích rất sơ bộ về nguyên tắc của mô hình OSI, tôi đã cố gắng chỉ hiển thị những gì có liên quan tại thời điểm này và với một chuyên gia CNTT bình thường mới có thể không bắt gặp - ví dụ: các giao thức lỗi thời hoặc kỳ lạ của mạng các lớp vận chuyển. Vậy thì Yandex sẽ giúp bạn:).
