Существует две основные сетевые модели стеков протоколов, описывающие работу сетей передачи данных:
- Модель OSI (Open Systems Interconnection), она же модель взаимодействия открытых систем — это семиуровневая абстрактная модель, разработанная Международной Организацией по Стандартам (International Organization for Standartion — ISO)
- Стек протоколов TCP/IP — четырехуровневая модель, разработанная по инициативе Министерства обороны США. Используется сейчас, как основной стек протоколов в сетях.
Протоколы модели абстракции TCP/IP
- Application layer (прикладной или программный уровень). Протоколы этого уровня формируют поток информации. Пример: HTTP, FTP, DNS, SMTP.
- Transport Layer (Транспортный уровень). протоколы этого уровня отвечают за разбивку потока данных на сегменты на стороне источника и за обратную их сборку на принимающей стороне. А также за контроль целостности полученной информации. Пример: TCP, UDP
- Internet layer (сетевой уровень). Сетевой уровень отвечает за доставку пакетов между различными сетями. На этом уровне вводится глобальная IP адресация. Пример: IP.
- Link layer (канальный уровень). Протоколы этого уровня осуществляют непосредственное формирование фрейма и отправку его по физической среде. Пример: Ethernet, WiFi, Token Ring.
Нижний уровень сетевых интерфейсов включает в себя Ethernet, Wi-Fi и DSL (модем). Данные сетевые технологии формально не входят в состав стека, но крайне важны в работе интернета в целом.
Основной протокол сетевого уровня – IP (Internet Protocol). Это маршрутизированный протокол, частью которого является адресация сети (IP-адрес). Здесь также работают такие дополнительные протоколы, как ICMP, ARRP и DHCP. Они обеспечивают работу сетей.
На транспортной уровне расположились TCP – протокол, обеспечивающий передачу данных с гарантией доставки, и UDP – протокол для быстрой передачи данных, но уже без гарантии.
Прикладной уровень – это HTTP (для web), SMTP (передача почты), DNS (назначение IP-адресам понятных доменных имен), FTP (передача файлов). Протоколов на прикладном уровне стека TCP/IP больше, но приведенные можно назвать самыми значимыми для рассмотрения.
Инкапсуляция и декапсуляция данных TCP/IP
Инкапсуляция данных — это процесс, в котором некоторая дополнительная информация добавляется к элементу данных, чтобы добавить к нему некоторые функции. В нашей сети мы используем модель OSI или TCP/IP, и в этих моделях передача данных происходит через различные уровни и по модели TCP/IP этих уровнй 4. Т.е., проще говоря, данные, начиная от прикладного уровня и кончая сетевым дополняются дополнительными флагами управления, чтобы принимающая сторона смогла уверенно определить протоколы передачи и способы декапсуляции.
Как видно из иллюстрации прием и передача идут в взаимообратном порядке, проходя на каждом этапе инкапсуляцию при входе и декапсуляцию на выходе.
Очень важно заметить тот факт, что деление на сегменты происходит на транспортном уровне, пакеты формируются на сетевом уровне IP, а фреймы на физическом уровне передачи. Такое именование условное и упрощает понимание уровня TCP/IP, когда речь идет о типе данных, потому что на каждом уровне эти данные разные, исходя из добавления специфических служебных данных в виде заголовков H3-H1.
Схема соответствия OSI и TCP/IP
Как уже говорилось, есть 2 модели абстракции: OSI и TCP/IP. На данный момент, более используемым является стандат TCP/IP в виду того, что эта модель более понятня, а OSI содержит дополнительные уровни, которые очень сложны для понимания принципа работы. Но, в любом случае, приведем соответствие этих двух моделей по их уровням
Модель OSI более абстрактна и более юзабельна по отношению к железу, а модель TCP/IP — более предрасположена к программной части.
