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.