Базовые технологии интернета кратко

Обновлено: 07.07.2024

Предмет курса

Предметом данного курса являются технологии глобальной сети World Wide Web (сокращенно WWW или просто Web ). На русском языке распространенным вариантом является название "Веб".

В частности, в рамках курса будут рассмотрены такие вопросы как:

Структура и принципы Веб (базовые понятия, архитектура, стандарты и протоколы);
Технологии сети Веб (языки разметки и программирования веб-страниц, инструменты разработки и управления веб-контента и приложений для Веб, средства интеграции веб-контента и приложений в Веб).

Что такое Интернет?

Поскольку физической основой сети Веб является Интернет , то для более глубокого понимания многих вопросов данного курса потребуется кратко ознакомиться со структурой и протоколами Интернета.

Что же такое Интернет ?

По сути, это самая большая в мире сеть , не имеющая единого центра управления, но работающая по единым правилам и предоставляющая своим пользователям единый набор услуг. Интернет можно рассматривать как " сеть сетей", каждая из которых управляется независимым оператором – поставщиком услуг Интернета ( ISP , Internet Service Provider ).

С точки зрения пользователей Интернет представляет собой набор информационных ресурсов, рассредоточенных по различным сетям, включая ISP -сети, корпоративные сети , сети и отдельные компьютеры домашних пользователей. Каждый отдельный компьютер в данной сети называется хостом (от английского термина host ).

Сегодняшний Интернет обязан своему появлению объединенной сети ARPANET , которая начиналась как скромный эксперимент в новой тогда технологии коммутации пакетов (табл. 1.1). Сеть ARPANET была развернута в 1969 г. и состояла поначалу всего из четырех узлов с коммутацией пакетов, используемых для взаимодействия горстки хостов и терминалов. Первые линии связи, соединявшие узлы, работали на скорости всего 50 Кбит/с. Сеть ARPANET финансировалась управлением перспективного планирования научно-исследовательских работ ARPA ( Advanced Research Projects Agency ) министерства обороны США и предназначалась для изучения технологии и протоколов коммутации пакетов, которые могли бы использоваться для кооперативных распределенных вычислений.

Возможно ли централизованное управление в такой глобальной сети? Ответ на данный вопрос будет отрицательным, поскольку, во-первых, данная сеть является транснациональной и, во-вторых, в силу исторических предпосылок ее формирования.

Тем не менее, в Интернете могут проявляться опосредованные формы централизации в форме единой технической политики, согласованном наборе технических стандартов, назначении имен и адресов компьютеров и сетей, входящих в Интернет .

То есть Интернет является децентрализованной сетью, что имеет свои достоинства и недостатки.

Достоинства:
- Легкость наращивания Интернета путем заключения соглашения между двумя ISP.

Сложность модернизации технологий и услуг Интернета, поскольку требуются согласованные усилия всех поставщиков услуг.
Невысокая надежность услуг Интернета.
Ответственность за работоспособность отдельных сегментов этой сети возлагается на поставщиков услуг Интернета.

Существуют различные типы поставщиков услуг Интернета:

просто поставщик услуг Интернета выполняет транспортную функцию для конечных пользователей – передачу их трафика в сети других поставщиков услуг Интернета;
поставщик интернет-контента имеет собственные информационно-справочные ресурсы, предоставляя их содержание в виде веб-сайтов;
поставщик услуг хостинга предоставляет свои помещения, каналы связи и серверы для размещения внешнего контента;
поставщик услуг по доставке контента занимается только доставкой контента в многочисленные точки доступа с целью повышения скорости доступа пользователей к информации;
поставщик услуг по поддержке приложений предоставляет клиентам доступ к крупным универсальным программным продуктам, например SAP R3;
поставщик биллинговых услуг обеспечивает оплату счетов по Интернету;

О роли стандартизации в Интернет

Как следует из всего вышеизложенного, Интернет является очень сложной сетью, и соответственно такой же сложной является задача организации взаимодействия между устройствами сети. Для решения такого рода задач используется декомпозиция, т.е. разбиение сложной задачи на несколько более простых задач-модулей. Одной из концепций, реализующих декомпозицию, является многоуровневый подход . Такой подход дает возможность проводить разработку, тестирование и модификацию каждого отдельного уровня независимо от других уровней. Иерархическая декомпозиция позволяет, перемещаясь в направлении от более низких к более высоким уровням переходить к более простому представлению решаемой задачи.

Рис. 1.2. Организация взаимодействия между уровнями иерархии при иерархической декомпозиции в сети Интернет

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком протоколов.

В начале 80-х годов международные организации по стандартизации ISO ( International Organization for Standardization ), ITU ( International Telecommunications Union ) и другие разработали стандартную модель взаимодействия открытых систем OSI ( Open System Interconnection ). Назначение данной модели состоит в обобщенном представлении средств сетевого взаимодействия. Ее также можно рассматривать в качестве универсального языка сетевых специалистов ( справочной модели ).

Поскольку сеть – это соединение разнородного оборудования, актуальной является проблема совместимости, что в свою очередь , требует согласования всеми производителями общепринятых стандартов. Открытой является система, построенная в соответствии с открытыми спецификациями.

Спецификация представляет собой формализованное описание аппаратных (программных) компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, особых характеристик. Под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами. Использование открытых спецификаций при разработке систем позволяет третьим сторонам разрабатывать для этих систем аппаратно-программные средства расширения и модификации, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных производителей.

Если две сети построены с соблюдением принципов открытости, это дает следующие преимущества:

Возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся стандарта;
Безболезненная замена отдельных компонентов сети другими, более совершенными;
Легкость сопряжения одной сети с другой.

В рамках модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представления, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. В распоряжение программистов предоставляется прикладной программный интерфейс , позволяющий обращаться с запросами к самому верхнему уровню, а именно, - уровню приложений.

Сеть Интернет строилась в полном соответствии с принципами открытых систем. В разработке стандартов этой сети принимали участие тысячи специалистов-пользователей сети из вузов, научных организаций и компаний. Результат работы по стандартизации воплощается в документах RFC.

RFC (англ. Request for Comments) — документ из серии пронумерованных информационных документов Интернета, содержащих технические спецификации и Стандарты, широко применяемые во Всемирной сети. В настоящее время первичной публикацией документов RFC занимается IETF под эгидой открытой организации Общество Интернета ( ISOC ). Правами на RFC обладает именно Общество Интернет . Формат RFC появился в 1969 г. при обсуждении проекта ARPANET. Первые RFC распространялись в печатном виде на бумаге в виде обычных писем, но уже с декабря 1969 г., когда заработали первые сегменты ARPANET , документы начали распространяться в электронном виде. В таблице 1.2 приведены некоторые из наиболее известных документов RFC .

Основным организационным подразделением, координирующим работу по стандартизации Интернет , является ISOC ( Internet Society), объединяющее порядка 100 тысяч участников, которые занимаются различными аспектами развития данной сети. ISOC курирует работу IAB ( Internet Architecture Board ), включающую две группы:

IRTF (Internet Research Task Force). Координирует долгосрочные исследовательские проекты, относящиеся к TCP/IP;
IETF ( Internet Engineering Task Force ). Инженерная группа, определяющая спецификации для последующих стандартов Интернет.

Разработкой стандартов для сети Веб, начиная с 1994 года, занимается Консорциум W3C (World Wide Web Consortium), основанный и до сих пор возглавляемый Тимом Бернерсом-Ли.

Консорциум W3C — организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для Интернета и WWW . Миссия W3C формулируется следующим образом: "Полностью раскрыть потенциал Всемирной паутины путем создания протоколов и принципов, гарантирующих долгосрочное развитие Сети". Две другие важнейшие задачи Консорциума — обеспечить полную "интернационализацию Сети" и сделать ее доступной для людей с ограниченными возможностями.

W3C разрабатывает для WWW единые принципы и стандарты, называемые " Рекомендациями ", которые затем внедряются разработчиками программ и оборудования. Благодаря Рекомендациям достигается совместимость между программными продуктами и оборудованием различных компаний, что делает сеть WWW более совершенной, универсальной и удобной в использовании.

Все Рекомендации W3C открыты, то есть, не защищены патентами и могут внедряться любым человеком без каких-либо финансовых отчислений Консорциуму.

Для удобства пользователей Консорциумом созданы специальные программы-валидаторы (англ. Online Validation Service ), которые доступны по сети и могут за несколько секунд проверить документы на соответствие популярным Рекомендациям W3C . Консорциумом также созданы многие другие утилиты для облегчения работы веб-мастеров и программистов. Большинство утилит — это программы с открытым исходным кодом, все они бесплатные. В последнее время, повинуясь мировым тенденциям, Консорциум, в целом, гораздо больше внимания уделяет проектам с открытым исходным кодом.

В российском сегменте Интернета имеется своя организация - Российский НИИ Развития Общественных Сетей РОСНИИРОС (Russian Institute for Public Networks , RIPN). РОСНИИРОС занимается координацией российских исследований и разработок в Интернете.

Прежде чем перейти к описанию структуры, принципов работы и основных протоколов сети Веб, рассмотрим основной стек протоколов сети Интернет - стек TCP/IP .

Как устроен интернет, где находятся кабели и серверы, как работают веб-архивы и браузеры и правда ли, что акулы — главная опасность для всемирной сети? Расспросили эксперта и узнали ответы на базовые вопросы про интернет.

Леонид Юлдашев,

Что такое интернет?

Первые разработки начались в США. В 1969 году учёные создали университетскую компьютерную сеть ARPANet, которая считается прототипом интернета. Разработчики соединили несколько компьютеров разных университетов. Позже, когда число компьютерных сетей выросло, возникла задача соединить между собой уже их.

То, что мы называем интернетом, — это, в сущности, соединённые проводами компьютеры. Никаких облаков или виртуальной реальности.

Как работает интернет?

DNS-сервер даёт ответ: буквенному адресу интересующего вас сайта соответствует такой-то IP-адрес. И только тогда браузер отправляет на этот адрес запрос.

Тот в ответ отправляет файлы, и пользователь видит сайт, который он вбил в поисковую строку.

Почему сайтом может пользоваться много человек одновременно?

Как быстро работает браузер?

Промежуток времени, за который запрос с вашего компьютера достигает сервера и возвращается назад с необходимой информацией, называется ping. Для использования интернета в повседневных целях (например, скроллинга соцсетей) он не имеет значения.

Ping важен для геймеров и для видеоконференций. Если танк стреляет через секунду после нажатия на кнопку, можно проиграть. И, конечно, никто не любит, когда собеседник в Zoom-звонке вдруг замирает с открытым ртом. Ping больше 0,1 секунды считается медленным.

Почему реклама на сайтах знает так много?

Как работает веб-архив?

Изначально интернет задумывался как архив знаний человечества. Некоторые учёные и программисты хотели сделать так, чтобы всё, что попадает в интернет, осталось там навсегда. В 1996 году американские программисты Брюстер Кейл и Брюс Гиллиат решили, что нужно архивировать всё, что к этому моменту находилось в интернете.

То есть если интернет — это архив знаний человечества, то им захотелось создать архив архивов.

Сайты живут вечно?

Акулы — главная опасность интернета?

Существует легенда, будто акулы представляют собой главную опасность для интернета, потому что перекусывают подводные кабели. Кабели действительно лежат под водой, и их относительно легко повредить. Однако под водой находится гораздо больше кабелей, чем нужно для стабильной работы интернета.

Даже если акула и повредит кабель, интернет продолжит работать. К тому же кабели находятся очень глубоко — акулы там не плавают. А вот телеграфные кабели они перекусывали часто.

Гораздо опаснее для интернета рыболовецкие судна. Они могут сбросить якорь и перебить несколько кабелей сразу. Так, например, недавно произошло в Великобритании.

Изображение на обложке: Zoe Morgan-Montoya / Dribbble

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

В настоящее время большинство пользователей компьютеров ежедневно прыгают в Интернет, не задумываясь об используемых технологиях. Но, задумывались ли вы, какие типы интернет-соединений позволяют нам подключаться к интернету?

Давайте рассмотрим различные типы интернет-соединений, которые использовались на протяжении многих лет и сегодня. Мы увидим, как доступ к Интернету развивался с течением времени, и познакомимся с основами работы каждого метода.

Прежде чем мы начнем, важно знать, что такое интернет-провайдер (ISP). Хотя любой может использовать свой компьютер как автономное устройство или подключаться к другим компьютерам в локальной сети, вам необходимо пройти через поставщика услуг Интернета, чтобы подключиться к обширным ресурсам, доступным в Интернете.

Интернет-провайдер – это просто компания, которая предоставляет своим клиентам доступ в Интернет. Примеры могут включать Ростелеком, МТС, Билайн и т.д. Эти компании обладают обширной сетевой инфраструктурой, которая обеспечивает широкий и легкий доступ в Интернет.

Какие технологии использует ваш интернет-провайдер для подключения вас к Интернету, с годами многое изменилось и многое зависит от вашего региона.

Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных форм подключения к Интернету.

Типы проводного доступа в Интернет

Сначала мы рассмотрим проводные технологии доступа в Интернет. Обычно они позволяют вам выйти в Интернет из дома.

Кабельное подключение

Кабель – распространенный способ достпа к высокоскоростному Интернету. Здесь используется тот же тип медного кабеля, что и для услуг кабельного телевидения. Применяется стандарт, называемый DOCSIS (спецификация интерфейса службы передачи данных по кабелю), совместимый модем может сортировать телевизионные сигналы из сигналы данных Интернета, поэтому оба работают на одной линии.

Хотя кабель по-прежнему является распространенным методом широкополосной связи, у него появились серьёзные конкуренты среди более современных методов. Вы всё ещё можете ожидать стабильной скорости от кабельного Интернета, но это не самая мощная технология.

Оптоволоконное подключение

Оптоволоконное подключение к Интернету является одним из самых быстрых вариантов домашнего Интернета. Вместо традиционного кабеля используются световые сигналы для передачи информации.

На исходном конце передатчик преобразует электрические сигналы в свет. Затем этот свет отражается по специальному кабелю из стекла или пластика. Когда он достигает пункта назначения, принимающая сторона преобразует свет обратно в данные, которые ваш компьютер может использовать.

Как и следовало ожидать, свет распространяется намного быстрее, чем электричество, протекающее по проводам. К сожалению, волоконно-оптические сети не так распространены, как кабельные, а прокладка новых линий обходится дорого. Таким образом, этот тип подключения недоступен в некоторых регионах.

DSL доступ в Интернет

DSL, что означает цифровая абонентская линия, использует существующие телефонные линии для передачи цифровых данных. Поскольку данные передаются с большей частотой, чем голосовые вызовы, вы можете одновременно пользоваться Интернетом и разговаривать по телефону.

С DSL вы устанавливаете физический фильтр, который разделяет голосовые сигналы и сигналы данных. Иначе во время разговора по телефону вы услышите пронзительное шипение.

Этот термин почти всегда относится к асимметричному DSL, это означает, что ваши скорости загрузки и выгрузки различаются. Это имеет смысл, поскольку большинство людей загружают из Интернета больше контента, чем выгружают туда.

DSL всё ещё предлагается сегодня, особенно в местах без надежной кабельной инфраструктуры. Это приемлемо, если вам не нужно быстрое соединение, но с сегодняшним Интернетом его возможностей часто оказывается недостаточно.

Коммутируемое соединение

Сейчас коммутируемое соединение – редкость, но о нём стоит кратко упомянуть, поскольку это был первый широко используемый метод доступа в Интернет.

Конечно, у этой настройки много ограничений. Аналоговый сигнал дозвона неэффективен по сравнению с цифровыми сигналами. И, что печально известно, телефонный звонок, когда вы были в сети, выкинул бы вас из интернета.

Звук коммутируемого соединения вызывает у многих ностальгию, но, по большей части, это технология соединения, оставшаяся в прошлом.

Типы мобильного и беспроводного доступа

Беспроводной доступ в Интернет за пределами дома становится всё более распространенным.

Давайте теперь посмотрим на типы беспроводных интернет-услуг.

Спутниковый Интернет

Спутниковый Интернет, как следует из названия, представляет собой беспроводное решение, использующее спутники на орбите. Это технология прямой видимости, поэтому вам нужен профессионал, чтобы установить антенну, прикрепленную к вашему дому, которая направлена на служебный спутник.

Как вы, наверное, знаете, чем дальше проходит сигнал, тем больше он ухудшается. Поскольку спутниковые антенны могут находиться на расстоянии более 60 000 км, они часто имеют большую задержку. Это ухудшает качество спутниковой связи для таких действий в реальном времени, как игры.

Другая проблема со спутниковым интернетом заключается в том, что он передаёт сигнал на большую территорию. Все, кто рядом с вами, использующие спутниковое соединение, должны совместно использовать полосу пропускания.

Это единственный вариант доступа в Интернет для многих людей в отдаленных районах, но мы не рекомендуем его, если у вас есть другие варианты.

Мобильный широкополосный доступ

Доступ в Интернет по беспроводной сети может иметь несколько различных форм.

Подобно спутниковому Интернету, беспроводная широкополосная связь для дома позволяет вам принимать сигнал от вашего интернет-провайдера без кабелей. Он не идеален, поскольку имеет те же недостатки, в том числе меньшую скорость и восприимчивость к помехам.

Мобильный интернет также позволяет подключить ноутбук к сети практически в любом месте и может использоваться как альтернатива Wi-Fi в автомобиле. Провайдеры сотовых сетей продают USB-модемы и другие мобильные интернет-устройства, которые позволяют подключаться к сети вашего провайдера через мобильные технологии, такие как LTE. Это позволяет вам выходить в Интернет без подключения к сети Wi-Fi.

Теперь Вы понимаете

Мы изучили основы технологий подключения к Интернету, как проводных, так и беспроводных. Во многих случаях то, что вы используете, ограничено тем, что предлагается в вашем районе. Если вы не живете в очень удаленном месте, у вас, вероятно, есть кабельный или оптоволоконный доступ в Интернет дома и соединение LTE на вашем телефоне.

Краткий курс — основы компьютерных сетей. В этом материале я расскажу (сжато) об основах компьютерных сетей. Статья предназначена для начинающих, а так же будет полезна школьникам старших классов и студентам. Начнем с базовых определений.

Сеть – совокупность систем связи и систем обработки информации, которая может использоваться несколькими пользователями.

Компьютерная сеть – сеть, в узлах которой содержатся компьютеры и оборудование коммуникации данных.

Вычислительная сеть – соединенная каналами связи система обработки данных, ориентированная на конкретного пользователя.

Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации. Что тут важно. Важно то, что в распределенной системе не важно откуда и с какого устройства вы заходите. Вы можете войти в сеть с любого устройства (персональный компьютер, ноутбук, планшетный компьютер, телефон) из любой точки мира где есть интернет.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

?0-е годы, время холодной войны. СССР и США сидели возле своих ракет и думали кто же атакует (или не атакует) первым. Центры управления ракетами США располагались в разных местах удаленных друг от друга. Если в одном центре производится запуск ракет, после которого в центр попадает ракета врага, то вся информация в этом центре — утеряна. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)) ставит перед учеными задачу — разработать технологию которая позволяла бы передавать информацию из одного стратегического центра в другой на случай его уничтожения.

В 1969 году появляется ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — первая компьютерная сеть созданная на основе протокола IP который используется и по сей день. За 11 лет ARPANET развивается до сети способной обеспечить связь между стратегическими объектами вооруженных сил США.

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую
одной организации.

Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

Ethernet.
Token Ring.
Arcnet.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — волоконнооптический интерфейс передачи данных.
TCP/IP используется в ARPANET.
Ethernet становится лидером среди сетевых технологий.
В 1991 году появился интернет World Wide Web.

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

Физические интерфейсы (порты).
Логические интерфейсы (протоколы).

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Адрес отправителя (Source address):
IP: 82.146.49.11
Port: 2049
Адрес получателя (Destination address):
IP: 195.34.32.111
Port: 53
Данные пакета:
…
Благодаря этим данным информация будет передана на нужный узел.

Пара клиент—сервер

Начнем с определений.

Проще говоря Сервер — это компьютер на котором установлена программа, или принтер. Клиент — это компьютер который подключается к программе, работает с ней и распечатывает какие-либо результаты, например.

При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

Топология физических сетей

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

Полносвязная (а).
Ячеистая (б).
Кольцо (в).
Звезда (г).
Дерево (д).
Шина (е).

Основных топологий сети 6. В целом тут все просто. На сегодняшний день наиболее распространенная топология — Дерево.

Адресация узлов сети

Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может
иметь плоскую (линейную) организацию или иерархическую организацию.

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.

Коммутация

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Обобщенные задачи коммутации

Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
Маршрутизация потоков.
Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

(OSI) Open System Interconnection — многоуровневая модель взаимодействия открытых систем, состоящая из семи уровней. Каждый из семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов связи.

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

Физический.
Канальный.
Сетевой.
Транспортный.
Сеансовый.
Представления.
Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Уровни OSI — краткий обзор

Физический уровень. Если коротко и просто, то на физическом уровне данные передаются в виде сигналов. Если передается число 1, то задача уровня передать число 1, если 0, то передать 0. Простейшее сравнение — связать два пластиковых стаканчика ниткой и говорить в них. Нитка передает вибрацию физически.

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

Сетевой уровень. Объединяет несколько сетей канального уровня в одну сеть. Есть, например, у нас кольцо, дерево и шина, задача сетевого уровня объединить их в одну сеть, а именно — ввести общую адресацию. На этом уровне определяются правила передачи информации:

Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
Транспортный = Транспортный.
Сетевой = Интернет.
Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Сегмент сети — часть сети состоящая из сетевых интерфейсов, отделенных только кабелями, коммутаторами, концентраторами и беспроводными точками доступа.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

Далее в кадре располагается заголовок — Ethernet.

Таким образом цель кадра — запрос содержимого веб-страницы которая находится на удаленном сервере.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.

Читайте также: