Модель OSI
Эталонная модель из семи уровней, которая делит сетевое взаимодействие на этапы — от электрических сигналов в кабеле до приложения.
Модель OSI (Open Systems Interconnection) — способ разложить работу компьютерной сети на семь уровней. Каждый уровень решает свою задачу и пользуется услугами уровня ниже: приложение не думает о кабелях, а кабель ничего не знает о веб-страницах. Модель утвердила Международная организация по стандартизации (ISO) в 1984 году. Реальный интернет построен на более простом стеке TCP/IP, но язык OSI остался общим для всех сетевых специалистов.
Семь уровней
| № | Уровень | Что делает | Примеры |
|---|---|---|---|
| 7 | Прикладной | Протоколы приложений | HTTP, DNS, SMTP |
| 6 | Представления | Формат и шифрование данных | TLS, кодировки, сжатие |
| 5 | Сеансовый | Управление сеансами связи | Установка и восстановление сеансов |
| 4 | Транспортный | Доставка между программами, порты | TCP, UDP |
| 3 | Сетевой | Адресация и маршруты между сетями | IP, маршрутизаторы |
| 2 | Канальный | Передача внутри одной сети | Ethernet, Wi-Fi, коммутаторы |
| 1 | Физический | Сигналы в среде передачи | Кабели, радиоволны, оптика |
TLS на практике не вписывается точно в один уровень: его относят и к шестому, и к границе транспортного. Модель — это схема для понимания, а не строгий чертеж реальных протоколов.
Как данные проходят уровни
Когда браузер отправляет запрос, данные спускаются по уровням вниз: каждый добавляет свой заголовок — порт, IP-адрес, физический адрес сетевой карты. На стороне сервера данные поднимаются вверх, и каждый уровень снимает свой заголовок. Этот процесс называют инкапсуляцией: письмо кладут в конверт, конверт — в мешок, мешок — в машину.
Зачем модель нужна на практике
- Поиск неисправностей снизу вверх. Горит ли индикатор на сетевой карте (уровень 1)? Есть ли адрес и маршрут (3)? Открыт ли порт (4)? Отвечает ли приложение (7)? Такой порядок экономит часы.
- Общий язык. «Проблема на втором уровне» сразу говорит коллеге: дело в коммутаторе или VLAN, а не в коде.
- Названия оборудования. «Балансировщик L4» распределяет соединения по адресам и портам, «L7» — понимает HTTP-запросы; подробнее — в термине «Балансировщик нагрузки». Так же различают межсетевые экраны по тому, на каком уровне они анализируют трафик.
OSI и TCP/IP
Стек TCP/IP, на котором работает интернет, обходится четырьмя уровнями: канальный, сетевой (IP), транспортный (TCP, UDP) и прикладной, который объединяет три верхних уровня OSI. Поэтому в разговорах часто используют номера OSI — «третий уровень», «седьмой уровень», — а работают с протоколами TCP/IP.