Dont le développement n’était pas lié au modèle OSI.

Couches de modèle OSI

Le modèle se compose de 7 niveaux situés les uns au-dessus des autres. Les couches interagissent entre elles (verticalement) via des interfaces et peuvent interagir avec une couche parallèle d'un autre système (horizontalement) à l'aide de protocoles. Chaque niveau ne peut interagir qu'avec ses voisins et remplir les fonctions qui lui sont assignées. Plus de détails peuvent être vus sur la figure.

Modèle OSI
Type de données	Niveau	Les fonctions
Données	7. Couche applicative	Accès aux services réseau
	6. Couche de présentation	Représentation et codage des données
	5. Couche session	Gestion des séances
Segments	4. Transports	Communication directe entre les points finaux et la fiabilité
Paquets	3. Réseau	Détermination d'itinéraire et adressage logique
Personnel	2. Canal	Adressage physique
Morceaux	1. Couche physique	Travailler avec des supports de transmission, des signaux et des données binaires

Niveau d'application (Application) Couche d'application)

Le niveau supérieur du modèle assure l'interaction des applications utilisateur avec le réseau. Cette couche permet aux applications d'utiliser des services réseau, tels que l'accès à distance aux fichiers et aux bases de données, ainsi que le transfert d'e-mails. Il est également chargé de transmettre les informations de service, de fournir aux applications des informations sur les erreurs et de générer des requêtes pour niveau de présentation. Exemple : HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, BitTorrent, MODBUS, SIP

Exécutif (niveau présentation) Couche de présentation)

Cette couche est responsable de la conversion du protocole et du codage/décodage des données. Il convertit les requêtes d'application reçues de la couche application dans un format de transmission sur le réseau et convertit les données reçues du réseau dans un format compréhensible pour les applications. Cette couche peut effectuer une compression/décompression ou un encodage/décodage des données, ainsi que rediriger les requêtes vers une autre ressource réseau si elles ne peuvent pas être traitées localement.

La couche 6 (présentations) du modèle de référence OSI est généralement un protocole intermédiaire pour convertir les informations des couches voisines. Cela permet la communication entre des applications sur des systèmes informatiques disparates d'une manière transparente pour les applications. La couche de présentation assure le formatage et la transformation du code. Le formatage du code est utilisé pour garantir que l'application reçoit des informations à traiter qui lui semblent logiques. Si nécessaire, cette couche peut effectuer la traduction d'un format de données à un autre. La couche de présentation ne gère pas seulement les formats et la présentation des données, elle gère également les structures de données utilisées par les programmes. Ainsi, la couche 6 assure l’organisation des données au fur et à mesure de leur envoi.

Pour comprendre comment cela fonctionne, imaginons qu'il existe deux systèmes. L'un utilise EBCDIC, comme un mainframe IBM, pour représenter les données, et l'autre utilise ASCII (la plupart des autres fabricants d'ordinateurs l'utilisent). Si ces deux systèmes doivent échanger des informations, une couche de présentation est nécessaire pour effectuer la conversion et la traduction entre les deux formats différents.

Une autre fonction exécutée au niveau de la couche de présentation est le cryptage des données, qui est utilisé dans les cas où il est nécessaire de protéger les informations transmises contre la réception par des destinataires non autorisés. Pour accomplir cette tâche, les processus et le code de la couche de présentation doivent effectuer une transformation des données. Il existe d'autres routines à ce niveau qui compressent les textes et convertissent les graphiques en flux binaires afin qu'ils puissent être transmis sur un réseau.

Les normes de couche de présentation définissent également la manière dont les images graphiques sont représentées. À ces fins, le format PICT peut être utilisé, un format d'image utilisé pour transférer des graphiques QuickDraw entre les programmes Macintosh et PowerPC. Un autre format de représentation est le format de fichier image TIFF balisé, généralement utilisé pour les images raster haute résolution. La prochaine norme de couche de présentation pouvant être utilisée pour les images graphiques est celle développée par le Joint Photographic Expert Group ; dans l'usage quotidien, cette norme est simplement appelée JPEG.

Il existe un autre groupe de normes de niveau de présentation qui définissent la présentation des fragments audio et cinématographiques. Cela inclut l'interface MIDI (Musical Instrument Digital Interface) pour la représentation numérique de la musique, développée par la norme MPEG du Motion Picture Experts Group, utilisée pour compresser et encoder des clips vidéo sur CD, les stocker sous forme numérisée et les transmettre à des vitesses allant jusqu'à 1,5. Mbits/s et QuickTime sont une norme qui décrit les éléments audio et vidéo des programmes exécutés sur les ordinateurs Macintosh et PowerPC.

Niveau de session Couche de session)

Le niveau 5 du modèle est responsable du maintien d'une session de communication, permettant aux applications d'interagir entre elles pendant une longue période. La couche gère la création/termination de session, l'échange d'informations, la synchronisation des tâches, la détermination de l'éligibilité au transfert de données et la maintenance de session pendant les périodes d'inactivité de l'application. La synchronisation de la transmission est assurée en plaçant des points de contrôle dans le flux de données, à partir desquels le processus reprend si l'interaction est interrompue.

Couche de transport Couche de transport)

Le 4ème niveau du modèle est conçu pour fournir des données sans erreurs, pertes et duplications dans l'ordre dans lequel elles ont été transmises. Peu importe les données transmises, d'où et où, c'est elles qui fournissent le mécanisme de transmission lui-même. Il divise les blocs de données en fragments dont la taille dépend du protocole, combine les blocs courts en un seul et divise les blocs longs. Exemple : TCP, UDP.

Il existe de nombreuses classes de protocoles de couche transport, allant des protocoles qui fournissent uniquement des fonctions de transport de base (par exemple, des fonctions de transfert de données sans accusé de réception), aux protocoles qui garantissent que plusieurs paquets de données sont livrés à la destination dans le bon ordre, multiplexent plusieurs paquets de données. flux, fournit un mécanisme de contrôle du flux de données et garantit la fiabilité des données reçues.

Certains protocoles de couche réseau, appelés protocoles sans connexion, ne garantissent pas que les données soient transmises à leur destination dans l'ordre dans lequel elles ont été envoyées par le périphérique source. Certaines couches de transport y parviennent en collectant les données dans le bon ordre avant de les transmettre à la couche session. Le multiplexage des données signifie que la couche transport est capable de traiter simultanément plusieurs flux de données (les flux peuvent provenir de différentes applications) entre deux systèmes. Un mécanisme de contrôle de flux est un mécanisme qui permet de réguler la quantité de données transférées d'un système à un autre. Les protocoles de couche transport ont souvent une fonction de contrôle de la livraison des données, obligeant le système récepteur à envoyer des accusés de réception au côté expéditeur indiquant que les données ont été reçues.

Le fonctionnement des protocoles avec établissement de connexion peut être décrit à l'aide de l'exemple du fonctionnement d'un téléphone ordinaire. Les protocoles de cette classe commencent la transmission de données en appelant ou en établissant une route que les paquets doivent suivre de la source à la destination. Après cela, le transfert de données en série commence, puis la connexion prend fin une fois le transfert terminé.

Les protocoles sans connexion, qui envoient des données contenant des informations d'adresse complètes dans chaque paquet, fonctionnent de la même manière que le système de messagerie. Chaque lettre ou colis contient l'adresse de l'expéditeur et du destinataire. Ensuite, chaque bureau de poste intermédiaire ou périphérique réseau lit les informations d'adresse et prend une décision sur le routage des données. Une lettre ou un paquet de données est transmis d'un appareil intermédiaire à un autre jusqu'à ce qu'il soit remis au destinataire. Les protocoles sans connexion ne garantissent pas que les informations parviendront au destinataire dans l'ordre dans lequel elles ont été envoyées. Les protocoles de transport sont responsables de l'installation des données dans l'ordre approprié lors de l'utilisation de protocoles réseau sans connexion.

Couche réseau Couche réseau)

La couche 3 du modèle de réseau OSI est conçue pour définir le chemin de transmission des données. Responsable de la traduction des adresses et des noms logiques en adresses physiques, de la détermination des itinéraires les plus courts, de la commutation et du routage, de la surveillance des problèmes et de la congestion du réseau. Un périphérique réseau tel qu'un routeur fonctionne à ce niveau.

Les protocoles de couche réseau acheminent les données de la source vers la destination.

Couche de liaison de données Couche de liaison de données)

Cette couche est conçue pour assurer l'interaction des réseaux au niveau de la couche physique et contrôler les erreurs qui peuvent survenir. Il regroupe les données reçues de la couche physique dans des trames, vérifie leur intégrité, corrige les erreurs si nécessaire (envoie une demande répétée pour une trame endommagée) et les envoie à la couche réseau. La couche liaison de données peut communiquer avec une ou plusieurs couches physiques, surveillant et gérant cette interaction. La spécification IEEE 802 divise cette couche en 2 sous-couches - MAC (Media Access Control) régule l'accès au support physique partagé, LLC (Logical Link Control) fournit le service de couche réseau.

En programmation, ce niveau représente le pilote de la carte réseau ; dans les systèmes d'exploitation, il existe une interface logicielle pour l'interaction des couches canal et réseau entre elles ; ce n'est pas un nouveau niveau, mais simplement une implémentation du modèle pour un système d'exploitation spécifique. . Exemples de telles interfaces : ODI, NDIS

Niveau physique Couche physique)

Le niveau le plus bas du modèle est destiné à transmettre directement le flux de données. Transmet des signaux électriques ou optiques dans une émission par câble ou radio et, en conséquence, les reçoit et les convertit en bits de données conformément aux méthodes de codage des signaux numériques. En d’autres termes, il fournit une interface entre le support réseau et le périphérique réseau.

Protocoles : IRDA, USB, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet (y compris 10BASE-T, 10BASE2,

Le principal défaut d’OSI est la couche de transport mal conçue. Sur celui-ci, OSI permet l'échange de données entre applications (introduisant le concept port- identifiant d'application), cependant, la possibilité d'échanger des datagrammes simples (type UDP) n'est pas prévue dans OSI - la couche transport doit établir les connexions, assurer la livraison, contrôler le flux, etc. (type TCP). De vrais protocoles mettent en œuvre cette possibilité.

Famille TCP/IP

La famille TCP/IP comprend trois protocoles de transport : TCP, qui est entièrement conforme à OSI, assurant la vérification de la réception des données, UDP, qui correspond à la couche transport uniquement par la présence d'un port, permettant l'échange de datagrammes entre applications. , mais ne garantit pas la réception des données, et SCTP, conçu pour pallier certaines des lacunes de TCP et dans lequel ont ajouté quelques innovations. (Il existe environ deux cents autres protocoles dans la famille TCP/IP, dont le plus célèbre est le protocole de service ICMP, utilisé pour les besoins opérationnels internes ; les autres ne sont pas non plus des protocoles de transport.)

Famille IPX/SPX

Dans la famille IPX/SPX, des ports (appelés « sockets » ou « sockets ») apparaissent dans le protocole de couche réseau IPX, permettant l'échange de datagrammes entre applications (le système d'exploitation se réserve une partie des sockets). Le protocole SPX, à son tour, complète IPX avec toutes les autres capacités de la couche transport en totale conformité avec OSI.

En tant qu'adresse hôte, IPX utilise un identifiant formé à partir d'un numéro de réseau de quatre octets (attribué par les routeurs) et de l'adresse MAC de la carte réseau.

Modèle DOD

Une pile de protocoles TCP/IP utilisant un modèle OSI simplifié à quatre couches.

Adressage en IPv6

Les adresses de destination et de source dans IPv6 ont une longueur de 128 bits ou 16 octets. La version 6 généralise les types d'adresses spéciaux de la version 4 dans les types d'adresses suivants :

• Unicast – adresse individuelle. Définit un nœud unique : un port d'ordinateur ou de routeur. Le paquet doit être livré au nœud par le chemin le plus court.
• Cluster – adresse du cluster. Fait référence à un groupe de nœuds partageant un préfixe d'adresse commun (par exemple, attachés au même réseau physique). Le paquet doit être acheminé vers un groupe de nœuds le long du chemin le plus court, puis remis uniquement à l'un des membres du groupe (par exemple, le nœud le plus proche).
• Multicast – l'adresse d'un ensemble de nœuds, éventuellement dans différents réseaux physiques. Des copies du paquet doivent être remises à chaque nœud de numérotation à l'aide des capacités matérielles de diffusion groupée ou de diffusion, si possible.

Comme IPv4, les adresses IPv6 sont divisées en classes en fonction de la valeur des bits les plus significatifs de l'adresse.

La plupart des cours sont réservés pour une utilisation future. La plus intéressante pour une utilisation pratique est la classe destinée aux fournisseurs d'accès Internet, appelée Unicast attribué par le fournisseur.

L'adresse de cette classe a la structure suivante :

Chaque fournisseur de services Internet se voit attribuer un identifiant unique qui identifie tous les réseaux qu'il prend en charge. Ensuite, le fournisseur attribue des identifiants uniques à ses abonnés et utilise les deux identifiants lors de l'attribution d'un bloc d'adresses d'abonnés. L'abonné attribue lui-même des identifiants uniques à ses sous-réseaux et nœuds de ces réseaux.

L'abonné peut utiliser la technique de sous-réseau IPv4 pour diviser davantage le champ ID de sous-réseau en champs plus petits.

Le schéma décrit rapproche le schéma d'adressage IPv6 des schémas utilisés dans les réseaux territoriaux, tels que les réseaux téléphoniques ou les réseaux X.25. La hiérarchie des champs d'adresse permettra aux routeurs de base de fonctionner uniquement avec les parties supérieures de l'adresse, laissant le traitement des champs moins significatifs aux routeurs d'abonnés.

Au moins 6 octets doivent être alloués pour le champ identifiant d'hôte afin de pouvoir utiliser les adresses MAC du réseau local directement dans les adresses IP.

Pour garantir la compatibilité avec le schéma d'adressage IPv4, IPv6 possède une classe d'adresses comportant 0000 0000 dans les bits les plus significatifs de l'adresse. Les 4 octets inférieurs de l'adresse de cette classe doivent contenir l'adresse IPv4. Les routeurs qui prennent en charge les deux versions d'adresses doivent fournir une traduction lors du passage d'un paquet d'un réseau prenant en charge l'adressage IPv4 vers un réseau prenant en charge l'adressage IPv6, et vice versa.

Critique

Le modèle OSI à sept couches a été critiqué par certains experts. En particulier, dans le livre classique « UNIX. Guide de l'administrateur système" Evi Nemeth et d'autres écrivent :

… Pendant que les comités ISO débattaient sur leurs normes, dans leur dos, le concept même de réseautage changeait et le protocole TCP/IP était mis en œuvre dans le monde entier. ...
…
Ainsi, lorsque les protocoles ISO ont finalement été mis en œuvre, un certain nombre de problèmes sont apparus :
Ces protocoles étaient basés sur des concepts qui n'ont aucun sens dans les réseaux modernes.
Leurs spécifications étaient dans certains cas incomplètes.
En termes de fonctionnalités, ils étaient inférieurs aux autres protocoles.
La présence de plusieurs couches rendait ces protocoles lents et difficiles à mettre en œuvre.
…
... Aujourd'hui, même les partisans les plus ardents de ces protocoles admettent que l'OSI est en train de devenir progressivement une note de bas de page dans l'histoire de l'informatique.

Modèle de réseau OSI est un modèle de référence pour l'interaction des systèmes ouverts, en anglais cela ressemble à Open Systems Interconnection Basic Reference Model. Son objectif est une représentation généralisée des outils d'interaction réseau.

Autrement dit, le modèle OSI est une norme généralisée pour les développeurs de programmes, grâce à laquelle n'importe quel ordinateur peut également décrypter les données transmises depuis un autre ordinateur. Pour que ce soit clair, je vais donner un exemple concret. On sait que les abeilles voient tout ce qui les entoure grâce à la lumière ultraviolette. Autrement dit, notre œil et celui de l’abeille perçoivent la même image de manières complètement différentes, et ce que voient les insectes peut être invisible à la vision humaine.

C'est la même chose avec les ordinateurs - si un développeur écrit une application dans un langage de programmation que son propre ordinateur comprend, mais qui n'est disponible pour personne d'autre, alors sur aucun autre appareil, vous ne pourrez lire le document créé par cette application. Par conséquent, nous avons eu l'idée que lors de la rédaction des candidatures, suivez un ensemble unique de règles compréhensibles par tous.

Pour plus de clarté, le processus d'exploitation du réseau est généralement divisé en 7 niveaux, dont chacun gère son propre groupe de protocoles.

Protocole réseau sont les règles et procédures techniques qui permettent aux ordinateurs en réseau de se connecter et d’échanger des données.
Un groupe de protocoles unis par un objectif final commun est appelé pile de protocoles.

Pour effectuer différentes tâches, plusieurs protocoles servent les systèmes, par exemple la pile TCP/IP. Examinons de plus près comment les informations d'un ordinateur sont envoyées via un réseau local vers un autre ordinateur.

Tâches de l'ordinateur de l'EXPÉDITEUR :

• Récupérer les données de l'application
• Divisez-les en petits paquets si le volume est important
• Préparez la transmission, c'est-à-dire indiquez l'itinéraire, cryptez et transcodez dans un format réseau.

Tâches de l'ordinateur du DESTINATAIRE :

• Recevoir des paquets de données
• Supprimez les informations de service
• Copier les données dans le presse-papiers
• Après réception complète de tous les paquets, formez-en un premier bloc de données
• Donnez-le à l'application

Afin d’effectuer correctement toutes ces opérations, un seul ensemble de règles est nécessaire, à savoir le modèle de référence OSI.

Revenons aux niveaux OSI. Ils sont généralement comptés dans l'ordre inverse et les applications réseau sont situées en haut du tableau, et le support physique de transmission des informations est en bas. À mesure que les données de l'ordinateur descendent directement vers le câble réseau, les protocoles fonctionnant à différentes couches les transforment progressivement, les préparant à la transmission physique.

Examinons-les plus en détail.

7. Couche applicative

Sa tâche est de collecter les données de l'application réseau et de les envoyer au niveau 6.

6. Couche de présentation

Traduit ces données dans un seul langage universel. Le fait est que chaque processeur informatique a son propre format de traitement des données, mais ils doivent entrer dans le réseau dans un format universel - c'est ce que fait la couche de présentation.

5. Couche de session

Il a de nombreuses tâches.

1. Établissez une session de communication avec le destinataire. Le logiciel avertit l'ordinateur récepteur que des données sont sur le point de lui être envoyées.
2. C’est ici que s’effectuent la reconnaissance et la protection du nom :
   • identification - reconnaissance du nom
   • authentification - vérification du mot de passe
   • enregistrement - attribution de pouvoir
3. Détermination de la partie qui transfère les informations et du temps que cela prendra.
4. Placer des points de contrôle dans le flux de données global afin que si une partie est perdue, il soit facile de déterminer quelle partie est perdue et doit être renvoyée.
5. La segmentation consiste à diviser un gros bloc en petits paquets.

4. Couche de transport

Fournit aux applications le niveau de sécurité requis lors de la remise des messages. Il existe deux groupes de protocoles :

• Protocoles orientés connexion : ils surveillent la livraison des données et demandent éventuellement une retransmission en cas d'échec. Il s'agit de TCP - Protocole de contrôle de transfert d'informations.
• Non orientés connexion (UDP) - ils envoient simplement des blocs et ne surveillent pas davantage leur livraison.

3. Couche réseau

Assure la transmission de bout en bout d'un paquet en calculant son itinéraire. A ce niveau, par paquets, les adresses IP de l'expéditeur et du destinataire sont ajoutées à toutes les informations précédentes générées par les autres niveaux. C'est à partir de ce moment que le paquet de données est appelé le PACKET lui-même, qui possède >>des adresses IP (le protocole IP est un protocole d'interréseau).

2. Couche de liaison de données

Ici, le paquet est transmis via un seul câble, c'est-à-dire un réseau local. Cela ne fonctionne que jusqu'au routeur périphérique d'un réseau local. Au paquet reçu, la couche liaison ajoute son propre en-tête - les adresses MAC de l'expéditeur et du destinataire, et sous cette forme, le bloc de données est déjà appelé FRAME.

Lorsqu'il est transmis au-delà d'un réseau local, le paquet se voit attribuer le MAC non pas de l'hôte (ordinateur), mais du routeur d'un autre réseau. C’est là que se pose la question de la propriété intellectuelle grise et blanche, évoquée dans l’article dont le lien a été donné plus haut. Gray est une adresse au sein d'un réseau local qui n'est pas utilisée en dehors de celui-ci. White est une adresse unique sur l’Internet mondial.

Lorsqu'un paquet arrive au routeur Edge, l'IP du paquet est remplacée par l'IP de ce routeur et l'ensemble du réseau local se connecte au réseau mondial, c'est-à-dire Internet, sous une seule adresse IP. Si l'adresse est blanche, la partie des données contenant l'adresse IP ne change pas.

1. Couche physique (couche transport)

Responsable de la conversion des informations binaires en un signal physique, qui est envoyé à la liaison de données physique. S'il s'agit d'un câble, alors le signal est électrique ; s'il s'agit d'un réseau à fibre optique, alors c'est un signal optique. Cette conversion s'effectue à l'aide d'un adaptateur réseau.

Piles de protocoles

TCP/IP est une pile de protocoles qui gère le transfert de données aussi bien sur un réseau local que sur Internet. Cette pile contient 4 niveaux, c'est-à-dire que selon le modèle de référence OSI, chacun d'eux combine plusieurs niveaux.

1. Application (OSI - application, présentation et session)
   Les protocoles suivants sont responsables de ce niveau :
   • TELNET - session de communication à distance sous forme de ligne de commande
   • FTP - Protocole de transfert de fichiers
   • SMTP - Protocole de transfert de courrier
   • POP3 et IMAP - réception du courrier
   • HTTP - travailler avec des documents hypertextes
2. Le transport (idem pour OSI) est le TCP et l'UDP déjà décrits ci-dessus.
3. L'interréseau (OSI - réseau) est un protocole IP
4. Niveau d'interface réseau (OSI - canal et physique) Les pilotes de carte réseau sont responsables du fonctionnement de ce niveau.

Terminologie pour désigner un bloc de données

• Stream - les données exploitées au niveau de l'application
• Un datagramme est un bloc de données généré par UPD, c'est-à-dire dont la livraison n'est pas garantie.
• Un segment est un bloc dont la livraison est garantie en sortie du protocole TCP.
• Le paquet est un bloc de données provenant du protocole IP. comme à ce niveau sa livraison n'est pas encore garantie, on peut aussi l'appeler datagramme.
• Frame est un bloc avec des adresses MAC attribuées.

Le modèle se compose de 7 niveaux situés les uns au-dessus des autres. Les couches interagissent entre elles (verticalement) via des interfaces et peuvent interagir avec une couche parallèle d'un autre système (horizontalement) à l'aide de protocoles. Chaque niveau ne peut interagir qu'avec ses voisins et remplir les fonctions qui lui sont assignées. Plus de détails peuvent être vus sur la figure.

Niveau d'application (Application) Couche d'application)

Le niveau supérieur (7ème) du modèle assure l'interaction entre le réseau et l'utilisateur. La couche permet aux applications utilisateur d'accéder aux services réseau tels que le traitement des requêtes de base de données, l'accès aux fichiers et le transfert d'e-mails. Il est également chargé de transmettre les informations de service, de fournir aux applications des informations sur les erreurs et de générer des requêtes pour niveau de présentation. Exemple : POP3, FTP.

Exécutif (niveau présentation) Couche de présentation)

Cette couche est responsable de la conversion du protocole et du codage/décodage des données. Il convertit les requêtes d'application reçues de la couche application dans un format de transmission sur le réseau et convertit les données reçues du réseau dans un format compréhensible par les applications. Cette couche peut effectuer une compression/décompression ou un encodage/décodage des données, ainsi que rediriger les requêtes vers une autre ressource réseau si elles ne peuvent pas être traitées localement.

La couche 6 (présentations) du modèle de référence OSI est généralement un protocole intermédiaire pour convertir les informations des couches voisines. Cela permet la communication entre des applications sur des systèmes informatiques disparates d'une manière transparente pour les applications. La couche de présentation assure le formatage et la transformation du code. Le formatage du code est utilisé pour garantir que l'application reçoit des informations à traiter qui lui semblent logiques. Si nécessaire, cette couche peut effectuer la traduction d'un format de données à un autre. La couche de présentation ne gère pas seulement les formats et la présentation des données, elle gère également les structures de données utilisées par les programmes. Ainsi, la couche 6 assure l’organisation des données au fur et à mesure de leur envoi.

Pour comprendre comment cela fonctionne, imaginons qu'il existe deux systèmes. L’un utilise le code ASCII (Extended Binary Information Interchange Code) pour représenter les données (la plupart des autres fabricants d’ordinateurs l’utilisent). Si ces deux systèmes doivent échanger des informations, une couche de présentation est nécessaire pour effectuer la conversion et la traduction entre les deux formats différents.

Une autre fonction exécutée au niveau de la couche de présentation est le cryptage des données, qui est utilisé dans les cas où il est nécessaire de protéger les informations transmises contre la réception par des destinataires non autorisés. Pour accomplir cette tâche, les processus et le code de la couche de présentation doivent effectuer une transformation des données. Il existe d'autres routines à ce niveau qui compressent les textes et convertissent les graphiques en flux binaires afin qu'ils puissent être transmis sur un réseau.

Les normes de couche de présentation définissent également la manière dont les images graphiques sont représentées. À ces fins, le format PICT peut être utilisé, un format d'image utilisé pour transférer des graphiques QuickDraw entre les programmes Macintosh et PowerPC. Un autre format de présentation est le format de fichier image JPEG balisé.

Il existe un autre groupe de normes de niveau de présentation qui définissent la présentation des fragments audio et cinématographiques. Il s'agit notamment de l'interface pour instruments de musique électroniques MPEG, utilisée pour compresser et encoder des vidéos sur CD-ROM, les stocker sous forme numérisée et les transmettre à des vitesses allant jusqu'à 1,5 Mbit/s, et Couche de session)

Le niveau 5 du modèle est responsable du maintien d'une session de communication, permettant aux applications d'interagir entre elles pendant une longue période. La couche gère la création/termination de session, l'échange d'informations, la synchronisation des tâches, la détermination de l'éligibilité au transfert de données et la maintenance de session pendant les périodes d'inactivité de l'application. La synchronisation de la transmission est assurée en plaçant des points de contrôle dans le flux de données, à partir desquels le processus reprend si l'interaction est interrompue.

Couche de transport Couche de transport)

Le 4ème niveau du modèle est conçu pour fournir des données sans erreurs, pertes et duplications dans l'ordre dans lequel elles ont été transmises. Peu importe les données transmises, d'où et où, c'est elles qui fournissent le mécanisme de transmission lui-même. Il divise les blocs de données en fragments dont la taille dépend du protocole, combine les blocs courts en un seul et divise les blocs longs. Les protocoles à ce niveau sont conçus pour la communication point à point. Exemple : UDP.

Il existe de nombreuses classes de protocoles de couche transport, allant des protocoles qui fournissent uniquement des fonctions de transport de base (par exemple, des fonctions de transfert de données sans accusé de réception), aux protocoles qui garantissent que plusieurs paquets de données sont livrés à la destination dans le bon ordre, multiplexent plusieurs paquets de données. flux, fournit un mécanisme de contrôle du flux de données et garantit la fiabilité des données reçues.

Certains protocoles de couche réseau, appelés protocoles sans connexion, ne garantissent pas que les données soient transmises à leur destination dans l'ordre dans lequel elles ont été envoyées par le périphérique source. Certaines couches de transport y parviennent en collectant les données dans le bon ordre avant de les transmettre à la couche session. Le multiplexage des données signifie que la couche transport est capable de traiter simultanément plusieurs flux de données (les flux peuvent provenir de différentes applications) entre deux systèmes. Un mécanisme de contrôle de flux est un mécanisme qui permet de réguler la quantité de données transférées d'un système à un autre. Les protocoles de couche transport ont souvent une fonction de contrôle de la livraison des données, obligeant le système récepteur à envoyer des accusés de réception au côté expéditeur indiquant que les données ont été reçues.

Couche réseau Couche réseau)

La couche 3 du modèle de réseau OSI est conçue pour définir le chemin de transmission des données. Responsable de la traduction des adresses et des noms logiques en adresses physiques, de la détermination des itinéraires les plus courts, de la commutation et du routage, de la surveillance des problèmes et de la congestion du réseau. Un périphérique réseau tel qu'un routeur fonctionne à ce niveau.

Les protocoles de couche réseau acheminent les données d'une source vers une destination et peuvent être divisés en deux classes : les protocoles orientés connexion et les protocoles sans connexion.

Le fonctionnement des protocoles avec établissement de connexion peut être décrit à l'aide de l'exemple du fonctionnement d'un téléphone ordinaire. Les protocoles de cette classe commencent la transmission de données en appelant ou en établissant une route que les paquets doivent suivre de la source à la destination. Après cela, le transfert de données en série commence, puis la connexion prend fin une fois le transfert terminé.

Les protocoles sans connexion, qui envoient des données contenant des informations d'adresse complètes dans chaque paquet, fonctionnent de la même manière que le système de messagerie. Chaque lettre ou colis contient l'adresse de l'expéditeur et du destinataire. Ensuite, chaque bureau de poste intermédiaire ou périphérique réseau lit les informations d'adresse et prend une décision sur le routage des données. Une lettre ou un paquet de données est transmis d'un appareil intermédiaire à un autre jusqu'à ce qu'il soit remis au destinataire. Les protocoles sans connexion ne garantissent pas que les informations parviendront au destinataire dans l'ordre dans lequel elles ont été envoyées. Les protocoles de transport sont responsables de l'installation des données dans l'ordre approprié lors de l'utilisation de protocoles réseau sans connexion.

Couche de liaison de données Couche de liaison de données)

Cette couche est conçue pour assurer l'interaction des réseaux au niveau de la couche physique et contrôler les erreurs qui peuvent survenir. Il regroupe les données reçues de la couche physique dans des trames, vérifie leur intégrité, corrige les erreurs si nécessaire (envoie une demande répétée pour une trame endommagée) et les envoie à la couche réseau. La couche liaison de données peut communiquer avec une ou plusieurs couches physiques, surveillant et gérant cette interaction. La spécification IEEE 802 divise cette couche en 2 sous-couches - MAC (Media Access Control) régule l'accès au support physique partagé, LLC (Logical Link Control) fournit le service de couche réseau.

En programmation, ce niveau représente le pilote de la carte réseau ; dans les systèmes d'exploitation, il existe une interface logicielle pour l'interaction des couches canal et réseau entre elles ; ce n'est pas un nouveau niveau, mais simplement une implémentation du modèle pour un système d'exploitation spécifique. . Exemples de telles interfaces : ODI,

Niveau physique Couche physique)

Le niveau le plus bas du modèle est destiné à transmettre directement le flux de données. Transmet des signaux électriques ou optiques dans une émission par câble ou radio et, en conséquence, les reçoit et les convertit en bits de données conformément aux méthodes de codage des signaux numériques. En d’autres termes, il fournit une interface entre le support réseau et le périphérique réseau.

Sources

• Alexander Filimonov Construction de réseaux Ethernet multiservices, bhv, 2007 ISBN 978-5-9775-0007-4
• Internetworking Technologies Handbook //systèmes Cisco, 4e édition, Williams 2005 ISBN 584590787X

Fondation Wikimédia. 2010.

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Ce modèle a été développé en 1984 par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et s'appelait à l'origine Open Systems Interconnection, OSI.
Le modèle d'interaction de systèmes ouverts (en fait, le modèle d'interaction réseau) est une norme pour la conception de communications réseau et suppose une approche en couches pour la construction de réseaux.
Chaque niveau du modèle sert différentes étapes du processus d'interaction. En se divisant en couches, le modèle de réseau OSI facilite la collaboration entre le matériel et les logiciels. Le modèle OSI divise les fonctions réseau en sept couches : application, présentation, session, transport, réseau, liaison et physique.

• Couche physique(Couche physique) - détermine la manière dont les ordinateurs sont physiquement connectés au réseau. Les fonctions des outils appartenant à ce niveau sont la conversion bit par bit de données numériques en signaux transmis sur un support physique (par exemple via un câble), ainsi que la transmission proprement dite des signaux.
• Couche de liaison de données(Couche Liaison de Données) - est responsable de l'organisation du transfert de données entre les abonnés via la couche physique, donc à ce niveau, des moyens d'adressage sont prévus qui permettent d'identifier de manière unique l'expéditeur et le destinataire dans l'ensemble des abonnés connectés à un commun ligne de communication. Les fonctions de ce niveau incluent également la commande de transmission en vue de l'utilisation parallèle d'une ligne de communication par plusieurs paires d'abonnés. De plus, les outils de couche liaison permettent de vérifier les erreurs pouvant survenir lors de la transmission des données par la couche physique.
• Couche réseau(Couche réseau) - assure la transmission des données entre les ordinateurs d'un réseau, qui est une association de divers réseaux physiques. Ce niveau suppose la présence d'outils d'adressage logique qui permettent d'identifier de manière unique un ordinateur dans un réseau interconnecté. L'une des principales fonctions remplies par les outils à ce niveau est le transfert ciblé de données vers un destinataire spécifique.
• Couche de transport(Couche de transport) - met en œuvre le transfert de données entre deux programmes fonctionnant sur des ordinateurs différents, tout en garantissant l'absence de pertes et de duplication d'informations pouvant survenir à la suite d'erreurs de transmission des couches inférieures. Si les données transmises via la couche transport sont fragmentées, alors les moyens de cette couche garantissent que les fragments sont assemblés dans le bon ordre.
• Niveau session (ou session)(Couche session) - permet à deux programmes de maintenir une communication à long terme sur le réseau, appelée session (session) ou session. Cette couche gère l'établissement de session, l'échange d'informations et la terminaison de session. Il est également responsable de l'authentification, permettant ainsi uniquement à certains abonnés de participer à la session, et fournit des services de sécurité pour réguler l'accès aux informations de session.
• Couche de présentation(Couche Présentation) - effectue une conversion intermédiaire des données des messages sortants dans un format général, qui est fournie au moyen de niveaux inférieurs, ainsi qu'une conversion inverse des données entrantes d'un format général vers un format compréhensible par le programme récepteur.
• Couche d'application(Couche application) - fournit des fonctions de communication réseau de haut niveau, telles que le transfert de fichiers, l'envoi d'e-mails, etc.

Modèle OSI en termes simples

Le modèle OSI est l'abréviation de l'anglais Open System Interconnection, c'est-à-dire un modèle d'interaction de systèmes ouverts. Les systèmes ouverts peuvent être compris comme des équipements réseau (ordinateurs avec cartes réseau, commutateurs, routeurs).
Le modèle de réseau OSI est un modèle (ou plan de communication) pour les périphériques réseau. OSI joue également un rôle dans la création de nouveaux protocoles réseau, car il sert de standard d'interaction.
OSI se compose de 7 blocs (couches). Chaque bloc joue son rôle unique dans l'interaction réseau de divers périphériques réseau.
7 couches du modèle OSI : 1 - Physique, 2 - Canal, 3 - Réseau, 4 - Transport, 5 - Session, 6 - Présentation, 7 - Application.
Chaque niveau du modèle possède son propre ensemble de protocoles réseau (normes de transfert de données) par lesquels les appareils du réseau échangent des données.
N'oubliez pas que plus un périphérique réseau est complexe, plus il offre de fonctionnalités, mais il occupe également plus de couches et, par conséquent, plus il fonctionne lentement.

Modèles de réseau. Partie 1. OSI.

Il est nettement préférable de commencer par la théorie, puis de passer progressivement à la pratique. Par conséquent, nous considérerons d'abord le modèle de réseau (modèle théorique), puis nous lèverons le voile sur la façon dont le modèle de réseau théorique s'intègre dans l'infrastructure du réseau (équipements réseau, ordinateurs des utilisateurs, câbles, ondes radio, etc.).
Donc, modèle de réseau est un modèle d'interaction entre les protocoles réseau. Et les protocoles, à leur tour, sont des normes qui déterminent la manière dont les différents programmes échangeront des données.
Je m'explique avec un exemple : lors de l'ouverture d'une page sur Internet, le serveur (où se trouve la page en cours d'ouverture) envoie des données (un document hypertexte) à votre navigateur via le protocole HTTP. Grâce au protocole HTTP, votre navigateur, recevant les données du serveur, sait comment elles doivent être traitées et les traite avec succès, en vous montrant la page demandée.
Si vous ne savez pas encore ce qu'est une page sur Internet, je vais vous l'expliquer en un mot : tout texte sur une page Web est entouré de balises spéciales qui indiquent au navigateur quelle taille de texte utiliser, sa couleur, son emplacement sur la page (à gauche, à droite ou au centre). Cela s'applique non seulement au texte, mais aussi aux images, aux formulaires, aux éléments actifs et généralement à tout le contenu, c'est-à-dire ce qu'il y a sur la page. Le navigateur, détectant les balises, agit selon leurs instructions et vous montre les données traitées contenues dans ces balises. Vous pouvez voir vous-même les balises de cette page (et ce texte entre les balises), pour cela, allez dans le menu de votre navigateur et sélectionnez - afficher le code source.
Ne nous laissons pas trop distraire, le « Modèle de réseau » est un sujet incontournable pour ceux qui souhaitent devenir un spécialiste. Cet article se compose de 3 parties et pour vous, j'ai essayé de l'écrire de manière pas ennuyeuse, claire et brève. Pour plus de détails, ou pour des précisions supplémentaires, écrivez dans les commentaires en bas de page, et je vous aiderai certainement.
Comme au sein de la Cisco Networking Academy, nous considérerons deux modèles de réseau : le modèle OSI et le modèle TCP/IP (parfois appelé DOD), et en même temps nous les comparerons.

Modèle de réseau de référence OSI

OSI signifie Interconnexion de systèmes ouverts. En russe, cela ressemble à ceci : Modèle de réseau d'interaction de systèmes ouverts (modèle de référence). Ce modèle peut être qualifié de standard en toute sécurité. C'est le modèle que suivent les fabricants de périphériques réseau lorsqu'ils développent de nouveaux produits.
Le modèle de réseau OSI se compose de 7 couches et il est d'usage de commencer à compter par le bas.
Listons-les :
7. Couche applicative
6. Couche de présentation
5. Couche session
4. Couche de transport
3. Couche réseau
2. Couche liaison de données
1. Couche physique

Comme mentionné ci-dessus, le modèle de réseau est un modèle d'interaction entre les protocoles réseau (normes), et à chaque niveau il existe ses propres protocoles. C'est un processus ennuyeux de les énumérer (et cela ne sert à rien), donc il vaut mieux tout regarder à l'aide d'un exemple, car la digestibilité du matériel est beaucoup plus élevée avec des exemples ;)

Couche d'application

La couche application ou couche application est le niveau le plus élevé du modèle. Il communique les applications utilisateur avec le réseau. Nous connaissons tous ces applications : navigation web (HTTP), envoi et réception de courrier (SMTP, POP3), réception et réception de fichiers (FTP, TFTP), accès à distance (Telnet), etc.

Niveau exécutif

Couche de présentation ou couche de présentation – elle convertit les données dans le format approprié. C'est plus facile à comprendre avec un exemple : les images (toutes les images) que vous voyez à l'écran sont transmises lors de l'envoi d'un fichier sous la forme de petites portions de uns et de zéros (bits). Ainsi, lorsque vous envoyez une photo à votre ami par email, le protocole SMTP Application Layer envoie la photo à la couche inférieure, c'est-à-dire au niveau Présentation. Où votre photo est convertie en une forme pratique de données pour les niveaux inférieurs, par exemple en bits (uns et zéros).
De la même manière, lorsque votre ami commencera à recevoir votre photo, elle lui parviendra sous la forme des mêmes uns et zéros, et c'est la couche Présentation qui convertit les bits en une photo à part entière, par exemple une JPEG.
C'est ainsi que fonctionne ce niveau avec les protocoles (standards) pour les images (JPEG, GIF, PNG, TIFF), les encodages (ASCII, EBDIC), la musique et la vidéo (MPEG), etc.

Couche de session

Couche session ou couche session - comme son nom l'indique, elle organise une session de communication entre les ordinateurs. Un bon exemple serait l'audio et la vidéoconférence : à ce niveau, il est établi avec quel codec le signal sera encodé, et ce codec doit être présent sur les deux machines. Un autre exemple est le SMPP (Short message peer-to-peer protocol), qui est utilisé pour envoyer des requêtes SMS et USSD bien connues. Un dernier exemple : PAP (Password Authentication Protocol) est un ancien protocole permettant d'envoyer un nom d'utilisateur et un mot de passe à un serveur sans cryptage.
Je ne dirai rien de plus sur le niveau de la session, sinon nous approfondirons les fonctionnalités ennuyeuses des protocoles. Et si elles (caractéristiques) vous intéressent, écrivez-moi des lettres ou laissez-moi un message dans les commentaires me demandant de développer le sujet plus en détail, et un nouvel article ne tardera pas à arriver ;)

Couche de transport

Couche de transport - cette couche garantit la fiabilité de la transmission des données de l'expéditeur au destinataire. En fait, tout est très simple, par exemple, vous communiquez via webcam avec votre ami ou professeur. Existe-t-il un besoin pour une transmission fiable de chaque bit de l’image transmise ? Bien sûr que non, si quelques bits sont perdus dans la vidéo en streaming, vous ne le remarquerez même pas, même l'image ne changera pas (peut-être que la couleur d'un pixel sur 900 000 changera, ce qui clignotera à une vitesse de 24 images par seconde).
Donnons maintenant cet exemple : un ami vous envoie (par exemple, par mail) des informations importantes ou un programme archivé. Vous téléchargez cette archive sur votre ordinateur. C'est là qu'une fiabilité à 100 % est nécessaire, car... Si quelques bits sont perdus lors du téléchargement de l'archive, vous ne pourrez pas la décompresser, c'est-à-dire extraire les données nécessaires. Ou imaginez que vous envoyez un mot de passe à un serveur et qu'un bit soit perdu en cours de route - le mot de passe perdra déjà son apparence et sa signification changera.
Ainsi, lorsque nous regardons des vidéos sur Internet, nous voyons parfois des artefacts, des retards, du bruit, etc. Et lorsque nous lisons le texte d'une page Web, la perte (ou la distorsion) des lettres n'est pas acceptable, et lorsque nous téléchargeons des programmes, tout se passe également sans erreur.
A ce niveau je mettrai en avant deux protocoles : UDP et TCP. Le protocole UDP (User Datagram Protocol) transfère les données sans établir de connexion, ne confirme pas la livraison des données et n'effectue pas de répétitions. Protocole TCP (Transmission Control Protocol), qui avant la transmission établit une connexion, confirme la livraison des données, la répète si nécessaire et garantit l'intégrité et le bon séquencement des données téléchargées.
Par conséquent, pour la musique, la vidéo, la vidéoconférence et les appels, nous utilisons UDP (nous transférons les données sans vérification et sans délai), ainsi que pour les textes, programmes, mots de passe, archives, etc. – TCP (la transmission des données avec confirmation de réception prend plus de temps).

Couche réseau

Couche réseau - cette couche détermine le chemin par lequel les données seront transmises. Et, en passant, il s'agit du troisième niveau du modèle de réseau OSI, et il existe des périphériques appelés périphériques de troisième niveau - des routeurs.
Nous avons tous entendu parler de l'adresse IP, c'est ce que fait le protocole IP (Internet Protocol). Une adresse IP est une adresse logique sur un réseau.
Il existe de nombreux protocoles à ce niveau, et nous examinerons tous ces protocoles plus en détail ultérieurement, dans des articles séparés et avec des exemples. Maintenant, je vais juste en énumérer quelques-uns les plus populaires.
Comme tout le monde a entendu parler de l’adresse IP et de la commande ping, c’est ainsi que fonctionne le protocole ICMP.
Les mêmes routeurs (avec lesquels nous travaillerons à l'avenir) utilisent des protocoles de ce niveau pour acheminer les paquets (RIP, EIGRP, OSPF).
Toute la deuxième partie du cours CCNA (Exploration 2) porte sur le routage.

Couche de liaison de données

Couche liaison de données – nous en avons besoin pour l’interaction des réseaux au niveau physique. Tout le monde a probablement entendu parler de l’adresse MAC ; c’est une adresse physique. Périphériques de couche de liaison - commutateurs, hubs, etc.
L'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) définit la couche liaison de données comme deux sous-couches : LLC et MAC.
LLC – Logical Link Control, créé pour interagir avec le niveau supérieur.
MAC – Media Access Control, créé pour interagir avec le niveau inférieur.
Je vais vous expliquer avec un exemple : votre ordinateur (ordinateur portable, communicateur) possède une carte réseau (ou un autre adaptateur), et il y a donc un pilote pour interagir avec lui (avec la carte). Un pilote est un programme - la sous-couche supérieure du niveau liaison, à travers lequel vous pouvez communiquer avec les niveaux inférieurs, ou plutôt avec le microprocesseur (matériel) - la sous-couche inférieure de la couche liaison.
Il existe de nombreux représentants typiques à ce niveau. PPP (Point-to-Point) est un protocole permettant de connecter directement deux ordinateurs. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - la norme transmet des données sur une distance allant jusqu'à 200 kilomètres. CDP (Cisco Discovery Protocol) est un protocole propriétaire appartenant à Cisco Systems, qui peut être utilisé pour découvrir les appareils voisins et obtenir des informations sur ces appareils.
Toute la troisième partie du cours CCNA (Exploration 3) concerne les appareils de deuxième niveau.

Couche physique

La couche physique est le niveau le plus bas qui transfère directement le flux de données. Les protocoles sont bien connus de tous : Bluetooth, IRDA (Communication Infrarouge), fils de cuivre (paire torsadée, ligne téléphonique), Wi-Fi, etc.
Recherchez les détails et les spécifications dans les prochains articles et dans le cours CCNA. Toute la première partie du cours CCNA (Exploration 1) est consacrée au modèle OSI.

Conclusion

Nous avons donc analysé le modèle de réseau OSI. Dans la partie suivante, nous passerons au modèle Réseau TCP/IP, il est plus petit et les protocoles sont les mêmes. Pour réussir les tests CCNA, vous devez faire une comparaison et identifier les différences, ce qui sera fait.

Après réflexion, j'ai décidé de publier ici un article du site Web Network Problems. Pour que tout soit au même endroit.

Et bonjour encore, chers amis, nous allons comprendre aujourd'hui ce qu'est le modèle de réseau OSI et à quoi il est en fait destiné.

Comme vous l'avez probablement déjà compris, les réseaux modernes sont très, très complexes, de nombreux processus différents s'y déroulent, des centaines d'actions sont effectuées. Afin de simplifier le processus de description de cette variété de fonctions de réseau (et, plus important encore, de simplifier le processus de développement ultérieur de ces fonctions), des tentatives ont été faites pour les structurer. Grâce à la structuration, toutes les fonctions exercées par un réseau informatique sont divisées en plusieurs niveaux, chacun n'étant responsable que d'un certain ensemble de tâches hautement spécialisées. Ici, le modèle de réseau peut être comparé à la structure d’une entreprise. L'entreprise est divisée en départements. Chaque département remplit ses propres fonctions, mais pendant le travail, il est en contact avec d'autres départements.

Séparation des fonctions à l'aide d'un modèle de réseau

Le modèle de réseau OSI est conçu de telle manière que les couches supérieures du modèle de réseau utilisent les couches inférieures du modèle de réseau pour transmettre leurs informations. Les règles selon lesquelles les couches du modèle communiquent sont appelées protocoles réseau. Un protocole réseau à un certain niveau du modèle peut communiquer soit avec des protocoles à son propre niveau, soit avec des protocoles à des niveaux voisins. Là encore on peut faire une analogie avec le travail d’une entreprise. L'entreprise a toujours une hiérarchie clairement établie, mais pas aussi stricte que dans le modèle de réseau. Les ouvriers d'un niveau de la hiérarchie exécutent les ordres reçus des ouvriers d'un niveau supérieur de la hiérarchie.

Interaction entre les couches du modèle de réseau OSI

Chaque périphérique fonctionnant sur un réseau peut être représenté comme un système fonctionnant aux niveaux appropriés du modèle OSI. De plus, cet appareil peut utiliser dans son travail à la fois tous les niveaux du modèle OSI et seulement certains de ses niveaux inférieurs. Habituellement, lorsqu'ils disent qu'un appareil fonctionne à un certain niveau du modèle, ils veulent dire qu'il fonctionne à ce niveau du modèle de réseau et à tous les niveaux inférieurs.

Travailler à certains niveaux du modèle de réseau OSI

Lorsque deux périphériques réseau différents communiquent entre eux, ils utilisent des protocoles des mêmes niveaux du modèle de réseau, tandis que le processus d'interaction implique à la fois les protocoles du niveau auquel l'interaction se produit directement et les protocoles nécessaires de tous les niveaux sous-jacents, puisque ils sont utilisés pour le transfert de données, reçues des niveaux supérieurs.

Communication entre deux systèmes du point de vue du modèle OSI

Lors de la transmission d'informations du niveau supérieur du modèle de réseau au niveau inférieur du modèle de réseau, certaines informations de service appelées en-tête sont ajoutées à ces informations utiles (au niveau 2, non seulement l'en-tête est ajouté, mais également la fin). Ce processus d'ajout d'informations de service est appelé encapsulation. Lors de la réception (transfert d'informations du niveau inférieur vers le niveau supérieur), ces informations de service sont séparées et les données originales sont obtenues. Ce processus est appelé désencapsulation. À la base, ce processus est très similaire au processus d’envoi d’une lettre par courrier. Imaginez que vous souhaitiez envoyer une lettre à votre ami. Vous écrivez une lettre - ce sont des informations utiles. Lorsque vous l'envoyez par courrier, vous l'emballez dans une enveloppe et y inscrivez l'adresse du destinataire, c'est-à-dire que vous ajoutez un en-tête aux informations utiles. Il s’agit essentiellement d’une encapsulation. Dès réception de votre lettre, votre ami la désencapsule, c'est-à-dire déchire l'enveloppe et en retire des informations utiles - votre lettre.

Démonstration du principe d'encapsulation

Le modèle OSI divise toutes les fonctions exécutées lors de l'interaction des systèmes en 7 niveaux : Physique (Physique) - 1, Canal (Liaison de données) -2, Réseau (réseau) - 3, Transport (transport) - 4, Session (Session) - 5, Présentation -6 et Application - 7.

Niveaux du modèle d'interaction des systèmes ouverts

Examinons brièvement l'objectif de chaque niveau du modèle d'interaction des systèmes ouverts.

La couche application est le point par lequel les applications communiquent avec le réseau (le point d'entrée dans le modèle OSI). Grâce à cette couche du modèle OSI, les tâches suivantes sont effectuées : gestion du réseau, gestion des systèmes occupés, gestion des transferts de fichiers, identification des utilisateurs par leurs mots de passe. Des exemples de protocoles à ce niveau sont : HTTP, SMTP, RDP, etc. Très souvent, les protocoles de couche application remplissent simultanément les fonctions de protocoles de couche présentation et session.

Ce niveau est responsable du format de présentation des données. En gros, il convertit les données reçues de la couche application dans un format adapté à la transmission sur le réseau (et, par conséquent, effectue l'opération inverse, en convertissant les informations reçues du réseau dans un format adapté au traitement par les applications).

A ce niveau, se produisent l'établissement, la maintenance et la gestion d'une session de communication entre deux systèmes. C'est ce niveau qui est chargé de maintenir la communication entre les systèmes pendant toute la durée de leur interaction.

Les protocoles à ce niveau du modèle de réseau OSI sont responsables du transfert des données d'un système à un autre. À ce niveau, les gros blocs de données sont divisés en blocs plus petits adaptés au traitement par la couche réseau (les très petits blocs de données sont combinés en blocs plus grands), ces blocs sont marqués de manière appropriée pour leur récupération ultérieure à l'extrémité de réception. De plus, lors de l'utilisation de protocoles appropriés, cette couche est capable de contrôler la livraison des paquets de la couche réseau. Le bloc de données sur lequel ce niveau opère est généralement appelé segment. Des exemples de protocoles à ce niveau sont : TCP, UDP, SPX, ATP, etc.

Ce niveau est responsable du routage (détermination des itinéraires optimaux d'un système à un autre) des blocs de données de ce niveau. Un bloc de données à ce niveau est généralement appelé paquet. Ce niveau est également responsable de l'adressage logique des systèmes (les mêmes adresses IP), sur la base duquel le routage s'effectue. Les protocoles à ce niveau incluent : IP, IPX, etc. Les appareils fonctionnant à ce niveau incluent les routeurs.

Cette couche est responsable de l'adressage physique des périphériques réseau (adresses MAC), du contrôle de l'accès au support et de la correction des erreurs commises par la couche physique. Un bloc de données utilisé au niveau de la couche liaison de données est généralement appelé trame. Ce niveau comprend les appareils suivants : commutateurs (pas tous), ponts, etc. Une technologie typique utilisant ce niveau est Ethernet.

Transmet des impulsions optiques ou électriques sur un support de transmission sélectionné. Les appareils de ce niveau comprennent toutes sortes de répéteurs et de hubs.

Le modèle OSI en lui-même n'est pas une implémentation pratique ; il suppose seulement un certain ensemble de règles pour l'interaction des composants du système. Un exemple pratique de mise en œuvre d'une pile de protocoles réseau est la pile de protocoles TCP/IP (ainsi que d'autres piles de protocoles moins courantes).

Dans l'article d'aujourd'hui, je veux revenir à l'essentiel et parler de Modèles d'interconnexion de systèmes ouverts OSI. Ce matériel sera utile aux administrateurs système novices et à tous ceux qui souhaitent créer des réseaux informatiques.

Tous les composants du réseau, du support de transmission de données à l'équipement, fonctionnent et interagissent les uns avec les autres selon un ensemble de règles décrites dans ce que l'on appelle modèles d'interaction de systèmes ouverts.

Modèle d'interopérabilité des systèmes ouverts OSI(Open System Interconnection) a été développé par l’organisation internationale selon les normes ISO (International Standards Organization).

Selon le modèle OSI, les données transmises de la source à la destination transitent sept niveaux . A chaque niveau, une tâche spécifique est effectuée, qui garantit finalement non seulement l'acheminement des données jusqu'à la destination finale, mais rend également leur transmission indépendante des moyens utilisés à cet effet. Ainsi, la compatibilité est obtenue entre des réseaux ayant des topologies et des équipements réseau différents.

La séparation de tous les outils réseau en couches simplifie leur développement et leur utilisation. Plus le niveau est élevé, plus le problème à résoudre est complexe. Les trois premières couches du modèle OSI ( physique, canal, réseau) sont étroitement liés au réseau et aux équipements réseau utilisés. Les trois derniers niveaux ( session, couche de présentation des données, application) sont implémentés à l'aide du système d'exploitation et des programmes d'application. Couche de transport agit comme intermédiaire entre ces deux groupes.

Avant d'être envoyées sur le réseau, les données sont divisées en paquets , c'est à dire. éléments d'information organisés de manière spécifique afin qu'ils soient compréhensibles par les appareils de réception et de transmission. Lors de l'envoi de données, le paquet est traité séquentiellement au moyen de tous les niveaux du modèle OSI, de l'application au physique. À chaque niveau, contrôlez les informations pour ce niveau (appelées en-tête de paquet ), nécessaire au transfert réussi des données sur le réseau.

En conséquence, ce message réseau commence à ressembler à un sandwich multicouche, qui doit être « comestible » pour l'ordinateur qui le reçoit. Pour ce faire, vous devez respecter certaines règles d'échange de données entre les ordinateurs du réseau. Ces règles sont appelées protocoles .

Du côté de la réception, le paquet est traité au moyen de toutes les couches du modèle OSI dans l'ordre inverse, en commençant par la couche physique et en terminant par l'application. A chaque niveau, les moyens correspondants, guidés par le protocole de la couche, lisent les informations du paquet, puis suppriment les informations ajoutées au paquet au même niveau par le côté émetteur, et transmettent le paquet aux moyens du niveau suivant. Lorsque le paquet atteint la couche application, toutes les informations de contrôle seront supprimées du paquet et les données reviendront à leur forme d'origine.

Examinons maintenant plus en détail le fonctionnement de chaque couche du modèle OSI :

Couche physique – le plus bas, derrière lui se trouve directement un canal de communication par lequel les informations sont transmises. Il participe à l'organisation de la communication en tenant compte des caractéristiques du support de transmission des données. Ainsi, il contient toutes les informations sur le support de transmission des données : niveau et fréquence du signal, présence d'interférences, niveau d'atténuation du signal, résistance du canal, etc. De plus, c'est lui qui est chargé de transmettre le flux d'informations et de le convertir conformément aux méthodes d'encodage existantes. Le travail de la couche physique est initialement confié aux équipements réseau.
Il est à noter que c’est à l’aide de la couche physique que se définit un réseau filaire et sans fil. Dans le premier cas, un câble est utilisé comme support physique, dans le second, tout type de communication sans fil, comme les ondes radio ou le rayonnement infrarouge.

Couche de liaison de données effectue la tâche la plus difficile - garantit la transmission des données à l'aide d'algorithmes de couche physique et vérifie l'exactitude des données reçues.

Avant de lancer le transfert de données, la disponibilité du canal de transmission est déterminée. Les informations sont transmises dans des blocs appelés personnel , ou cadres . Chacune de ces trames est dotée d'une séquence de bits à la fin et au début du bloc, et est également complétée par une somme de contrôle. Lors de la réception d'un tel bloc au niveau de la couche liaison, le destinataire doit vérifier l'intégrité du bloc et comparer la somme de contrôle reçue avec la somme de contrôle incluse dans sa composition. Si elles correspondent, les données sont considérées comme correctes, sinon une erreur est enregistrée et une retransmission est requise. Dans tous les cas, un signal est envoyé à l'expéditeur avec le résultat de l'opération, et cela se produit à chaque trame. Ainsi, la deuxième tâche importante de la couche liaison consiste à vérifier l’exactitude des données.

La couche liaison de données peut être implémentée à la fois matériellement (par exemple, à l'aide de commutateurs) et logicielle (par exemple, un pilote de carte réseau).

Couche réseau nécessaire pour effectuer un travail de transfert de données avec détermination préalable du chemin optimal pour le déplacement des paquets. Puisqu'un réseau peut être constitué de segments avec des topologies différentes, la tâche principale de la couche réseau est de déterminer le chemin le plus court, en convertissant simultanément les adresses logiques et les noms des périphériques réseau dans leur représentation physique. Ce processus est appelé routage , et son importance ne peut être surestimée. Disposant d'un schéma de routage constamment mis à jour en raison de l'apparition de divers types de « congestions » dans le réseau, le transfert de données s'effectue dans les plus brefs délais et à la vitesse maximale.

Couche de transport utilisé pour organiser une transmission de données fiable, ce qui élimine la perte d'informations, leur inexactitude ou leur duplication. Dans le même temps, le respect de la séquence correcte lors de la transmission et de la réception des données est surveillé, en les divisant en paquets plus petits ou en les combinant en paquets plus grands pour maintenir l'intégrité des informations.

Couche de session est responsable de la création, du maintien et du maintien d’une session de communication pendant le temps nécessaire pour terminer le transfert de la totalité des données. De plus, il synchronise la transmission des paquets en vérifiant la livraison et l'intégrité du paquet. Pendant le processus de transfert de données, des points de contrôle spéciaux sont créés. En cas d'échec lors de la transmission et de la réception, les paquets manquants sont renvoyés, à partir du point de contrôle le plus proche, ce qui permet de transférer la totalité de la quantité de données dans les plus brefs délais, offrant une vitesse généralement bonne.

Couche de présentation des données (ou, comme on l'appelle aussi, niveau exécutif ) est intermédiaire, sa tâche principale est de convertir les données d'un format de transmission sur un réseau vers un format compréhensible à un niveau supérieur, et vice versa. De plus, il est chargé de mettre les données dans un format unique : lorsque les informations sont transférées entre deux réseaux complètement différents avec des formats de données différents, alors avant de les traiter, il est nécessaire de les mettre sous une forme qui sera compréhensible à la fois par le le destinataire et l’expéditeur. C’est à ce niveau que sont utilisés les algorithmes de chiffrement et de compression des données.

Couche d'application – le dernier et le plus élevé du modèle OSI. Responsable de la connexion du réseau avec les utilisateurs - applications qui nécessitent des informations des services réseau à tous les niveaux. Avec son aide, vous pouvez découvrir tout ce qui s'est passé pendant le processus de transfert de données, ainsi que des informations sur les erreurs survenues pendant le processus de transfert. De plus, ce niveau garantit le fonctionnement de tous les processus externes effectués via l'accès réseau - bases de données, clients de messagerie, gestionnaires de téléchargement de fichiers, etc.

Sur Internet, j'ai trouvé une photo dans laquelle un auteur inconnu présentait Modèle de réseau OSI sous forme de burger. Je pense que c'est une image très mémorable. Si soudainement, dans certaines situations (par exemple, lors d'un entretien d'embauche), vous devez répertorier de mémoire les sept couches du modèle OSI dans le bon ordre, souvenez-vous simplement de cette image et elle vous aidera. Pour plus de commodité, j'ai traduit les noms des niveaux de l'anglais vers le russe : c'est tout pour aujourd'hui. Dans le prochain article, je continuerai le sujet et en parlerai.