Le concept de « système ouvert »

Dans un sens large système ouvert Tout système peut être nommé (ordinateur, réseau informatique, système d'exploitation, progiciel, autre matériel et produits logiciels) qui est conçu pour ouvrir des spécifications.

Rappelons que le terme « spécification » (en informatique) s'entend comme une description formalisée de composants matériels ou logiciels, de leur fonctionnement, de leurs interactions avec d'autres composants, de leurs conditions de fonctionnement, de leurs limitations et de leurs caractéristiques particulières. Il est clair que toutes les spécifications ne constituent pas une norme. À leur tour, les spécifications ouvertes sont comprises comme des spécifications publiées et accessibles au public qui sont conformes aux normes et sont acceptées à la suite d'un accord après une discussion approfondie entre toutes les parties intéressées.

L'utilisation de spécifications ouvertes dans le développement de systèmes permet à des tiers de développer diverses extensions et modifications matérielles ou logicielles pour ces systèmes, ainsi que de créer des systèmes logiciels et matériels à partir de produits de différents fabricants.

Pour les systèmes réels, une ouverture totale est un idéal inaccessible. En règle générale, même dans les systèmes dits ouverts, seules certaines parties prenant en charge les interfaces externes répondent à cette définition. Par exemple, l'ouverture de la famille des systèmes d'exploitation Unix réside, entre autres, dans la présence d'une interface de programmation standardisée entre le noyau et les applications, qui facilite le portage d'applications d'une version d'Unix à une autre. Un autre exemple d'ouverture partielle est l'utilisation relativement fermée par le système d'exploitation Novell NetWare de l'Open Driver Interface (ODI) pour inclure des pilotes de carte réseau tiers dans le système. Plus les spécifications utilisées dans le développement du système sont ouvertes, plus celui-ci est ouvert.

Le modèle OSI ne concerne qu'un seul aspect de l'ouverture, à savoir l'ouverture des moyens d'interaction entre des appareils connectés dans un réseau informatique. Ici, un système ouvert fait référence à un périphérique réseau prêt à interagir avec d'autres périphériques réseau en utilisant des règles standard qui déterminent le format, le contenu et la signification des messages reçus et envoyés.

Si deux réseaux sont construits dans le respect des principes d'ouverture, cela présente les avantages suivants :

la capacité de construire un réseau de matériel et outils logiciels différents fabricants adhérant à la même norme ;

la possibilité de remplacer sans douleur les composants individuels du réseau par d'autres, plus avancés, ce qui permet au réseau de se développer à un coût minimal ;

la possibilité d'interfacer facilement un réseau avec un autre ;

facilité de développement et de maintenance du réseau.

Un exemple frappant de système ouvert est le réseau international Internet. Ce réseau a évolué en pleine conformité avec les exigences des systèmes ouverts. Des milliers d'utilisateurs spécialisés de ce réseau issus de diverses universités, organisations scientifiques et fabricants de matériel informatique et de logiciels opérant dans différents pays ont participé à l'élaboration de ses normes. Le nom même des normes qui définissent le fonctionnement d'Internet - Request For Comments (RFC), que l'on peut traduire par « demande de commentaires », - montre le caractère public et ouvert des normes adoptées. En conséquence, Internet a réussi à combiner le matériel et les logiciels les plus divers d'un grand nombre de réseaux dispersés dans le monde.

Modèle OSI

L'Organisation internationale de normalisation (ISO) a développé un modèle qui définit clairement les différents niveaux d'interaction du système, leur donne des noms standard et précise le travail que chaque niveau doit effectuer. Ce modèle est appelé modèle OSI (Open System Interconnection) ou modèle ISO/OSI.

Le modèle OSI divise la communication en sept niveaux ou couches (Figure 1.1). Chaque niveau traite d'un aspect spécifique de l'interaction. Ainsi, le problème d’interaction se décompose en 7 problèmes particuliers, chacun pouvant être résolu indépendamment des autres. Chaque couche maintient des interfaces avec les couches supérieures et inférieures.

Riz. 1.1. Modèle d'interopérabilité des systèmes ouverts ISO/OSI

Le modèle OSI décrit uniquement les moyens d'interaction à l'échelle du système, et non les applications de l'utilisateur final. Les applications implémentent leurs propres protocoles de communication en appelant outils système. Il convient de garder à l'esprit que l'application peut reprendre les fonctions de certaines des couches supérieures du modèle OSI, auquel cas, si nécessaire, elle accède aux outils système qui remplissent les fonctions des couches inférieures restantes du modèle OSI. lorsque l'interfonctionnement est requis.

Une application d'utilisateur final peut utiliser des outils d'interaction système non seulement pour organiser un dialogue avec une autre application exécutée sur une autre machine, mais aussi simplement pour recevoir les services d'un service réseau particulier, par exemple l'accès à fichiers supprimés, recevoir du courrier ou imprimer sur une imprimante partagée.

Laissez donc l'application faire une requête à la couche application, par exemple à un service de fichiers. Sur la base de cette requête, le logiciel de la couche application génère un message dans un format standard, dans lequel il place les informations de service (en-tête) et, éventuellement, les données transmises. Ce message est ensuite envoyé à la couche représentative. La couche présentation ajoute son en-tête au message et transmet le résultat à la couche session, qui à son tour ajoute son en-tête, et ainsi de suite. Certaines implémentations de protocoles prévoient la présence dans le message non seulement de l'en-tête, mais également de la fin. Enfin, le message atteint la couche physique la plus basse, qui le transmet réellement via les lignes de communication.

Lorsqu'un message arrive sur le réseau sur une autre machine, il remonte séquentiellement de couche en couche. Chaque niveau analyse, traite et supprime l'en-tête de son niveau, remplit les fonctions correspondant à ce niveau et transmet le message au niveau supérieur.

Outre le terme « message » (message), il existe d'autres noms utilisés par les spécialistes des réseaux pour désigner une unité d'échange de données. Les normes ISO utilisent le terme « Protocol Data Unit » (PDU) pour les protocoles à tous les niveaux. De plus, les noms frame (frame), packet (packet), datagram (datagram) sont souvent utilisés.

Fonctions de couche du modèle ISO/OSI

Couche physique . Cette couche gère la transmission des bits sur des canaux physiques, tels que le câble coaxial, paire torsadée ou un câble à fibre optique. Ce niveau est lié aux caractéristiques des supports physiques de transmission de données, telles que la bande passante, l'immunité au bruit, l'impédance des ondes, etc. Au même niveau, les caractéristiques des signaux électriques sont déterminées, telles que les exigences relatives aux fronts d'impulsions, les niveaux de tension ou de courant du signal transmis, le type de codage et la vitesse de transmission du signal. De plus, les types de connecteurs et la fonction de chaque broche sont ici standardisés.

Les fonctions de la couche physique sont implémentées dans tous les appareils connectés au réseau. Côté ordinateur, les fonctions de la couche physique sont assurées par une carte réseau ou un port série.

Un exemple de protocole de couche physique est la spécification de la technologie Ethernet 10Base-T, qui définit le câble utilisé comme une paire torsadée non blindée de catégorie 3 avec une impédance d'onde de 100 ohms, un connecteur RJ-45, une longueur de segment physique maximale de 100 ohms. mètres, un code Manchester pour représenter les données sur un câble et d'autres caractéristiques de l'environnement et des signaux électriques.

niveau du canal. Au niveau de la couche physique, les bits sont simplement envoyés. Cela ne tient pas compte du fait que dans certains réseaux dans lesquels les lignes de communication sont utilisées (partagées) alternativement par plusieurs paires d'ordinateurs en interaction, le support de transmission physique peut être occupé. L’une des tâches de la couche liaison est donc de vérifier la disponibilité du support de transmission. Une autre tâche de la couche liaison est de mettre en œuvre des mécanismes de détection et de correction des erreurs. Pour ce faire, au niveau de la couche liaison de données, les bits sont regroupés en ensembles appelés trames. Couche de liaison garantit que chaque trame est transmise correctement en plaçant une séquence spéciale de bits au début et à la fin de chaque trame pour la marquer, et calcule également une somme de contrôle en additionnant tous les octets de la trame d'une certaine manière et en ajoutant une somme de contrôle à la trame . Lorsqu'une trame arrive, le récepteur calcule à nouveau la somme de contrôle des données reçues et compare le résultat avec la somme de contrôle de la trame. S'ils correspondent, le cadre est considéré comme valide et accepté. Si les sommes de contrôle ne correspondent pas, une erreur est générée.

Les protocoles de couche liaison utilisés dans réseaux locaux, une certaine structure de connexions entre ordinateurs et des moyens de les aborder sont définies. Bien que la couche liaison assure la transmission des trames entre deux nœuds quelconques du réseau local, elle ne le fait que dans un réseau avec une topologie de liaison complètement définie, exactement la topologie pour laquelle elle a été conçue. Les topologies courantes en bus, en anneau et en étoile prises en charge par les protocoles de couche liaison LAN sont courantes. Des exemples de protocoles de couche liaison sont les protocoles Ethernet, Token Ring, FDDI et 100VG-AnyLAN.

Dans les réseaux locaux, les protocoles de couche liaison sont utilisés par les ordinateurs, les ponts, les commutateurs et les routeurs. Dans les ordinateurs, les fonctions de la couche liaison sont mises en œuvre grâce aux efforts conjoints des adaptateurs réseau et de leurs pilotes.

DANS réseaux mondiaux, qui ont rarement une topologie régulière, la couche liaison assure l'échange de messages entre deux ordinateurs voisins reliés par une ligne de communication individuelle. Des exemples de protocoles point à point (comme on appelle souvent ces protocoles) sont les protocoles PPP et LAP-B largement utilisés.

couche réseau. Ce niveau sert à former un système de transport unique qui combine plusieurs réseaux avec différents principes de transfert d'informations entre les nœuds finaux. Considérons les fonctions de la couche réseau sur l'exemple des réseaux locaux. Le protocole de couche liaison des réseaux locaux garantit la transmission des données entre tous les nœuds uniquement dans un réseau avec un topologie typique. Il s'agit d'une limitation très stricte qui ne permet pas de construire des réseaux avec une structure développée, par exemple des réseaux combinant plusieurs réseaux d'entreprise en un seul réseau, ou des réseaux hautement fiables dans lesquels il existe des liens redondants entre les nœuds. Afin, d'une part, de préserver la simplicité des procédures de transfert de données pour des topologies typiques, et d'autre part, de permettre l'utilisation de topologies arbitraires, une couche réseau supplémentaire est utilisée. A ce niveau, la notion de « réseau » est introduite. Dans ce cas, un réseau s'entend comme un ensemble d'ordinateurs interconnectés selon l'une des topologies typiques standards et utilisant l'un des protocoles de couche liaison définis pour cette topologie pour le transfert de données.

Ainsi, au sein du réseau, la livraison des données est régulée par la couche liaison, mais la livraison des données entre réseaux est gérée par la couche réseau.

Les messages de la couche réseau sont appelés paquets. Lors de l'organisation de la livraison de paquets au niveau du réseau, le concept est utilisé "numéro de réseau". Dans ce cas, l'adresse du destinataire est constituée du numéro de réseau et du numéro de l'ordinateur sur ce réseau.

Les réseaux sont interconnectés par des appareils spéciaux appelés routeurs. routeur est un appareil qui collecte des informations sur la topologie des interconnexions et, sur cette base, transmet les paquets de la couche réseau au réseau de destination. Afin de transférer un message d'un expéditeur situé dans un réseau vers un destinataire situé dans un autre réseau, il est nécessaire d'effectuer un certain nombre de transmissions de transit (sauts) entre réseaux, en choisissant à chaque fois l'itinéraire approprié. Ainsi, une route est une séquence de routeurs par lesquels passe un paquet.

Le problème du choix du meilleur chemin s'appelle routage et sa solution est la tâche principale de la couche réseau. Ce problème est aggravé par le fait que le chemin le plus court n’est pas toujours le meilleur. Souvent, le critère de choix d'un itinéraire est le temps de transfert des données le long de cet itinéraire, cela dépend de la bande passante des canaux de communication et de l'intensité du trafic, qui peuvent évoluer dans le temps. Certains algorithmes de routage tentent de s'adapter aux changements de charge, tandis que d'autres prennent des décisions basées sur des moyennes à long terme. La sélection de l'itinéraire peut également être basée sur d'autres critères, tels que la fiabilité de la transmission.

La couche réseau définit deux types de protocoles. Le premier type fait référence à la définition de règles pour la transmission de paquets contenant des données de nœuds d'extrémité d'un nœud à un routeur et entre routeurs. Ce sont ces protocoles qui sont généralement mentionnés lorsqu’on parle de protocoles de couche réseau. La couche réseau comprend également un autre type de protocole appelé protocoles d'échange d'informations de routage. Les routeurs utilisent ces protocoles pour collecter des informations sur la topologie des interconnexions. Protocoles de couche réseau implémentés par les modules logiciels système opérateur, ainsi que les logiciels et le matériel des routeurs.

Des exemples de protocoles de couche réseau sont le protocole d'interconnexion IP de la pile TCP/IP et le protocole d'interconnexion de paquets IPX de la pile Novell.

couche de transport. Sur le chemin de l'expéditeur au destinataire, les paquets peuvent être corrompus ou perdus. Bien que certaines applications aient leur propre gestion des erreurs, certaines préfèrent gérer immédiatement une connexion fiable. Le travail de la couche transport est de garantir que les applications ou couches supérieures de la pile - application et session - transfèrent les données avec le degré de fiabilité qu'elles exigent. Le modèle OSI définit cinq classes de service fournies par la couche transport. Ces types de services diffèrent par la qualité des services fournis : l'urgence, la capacité de restaurer les communications interrompues, la disponibilité de fonctionnalités de multiplexage pour des connexions multiples entre différents protocoles d'application via un protocole de transport commun et, surtout, la capacité de détecter et de corriger erreurs de transmission, telles que distorsion, perte et duplication de paquets.

Le choix de la classe de service de la couche transport est déterminé, d'une part, par la mesure dans laquelle la tâche d'assurer la fiabilité est résolue par les applications elles-mêmes et les protocoles supérieurs aux couches transport, et d'autre part, par cette le choix dépend de la fiabilité de l’ensemble du système de transport de données. Ainsi, par exemple, si la qualité des canaux de communication est très élevée et que la probabilité d'apparition d'erreurs non détectées par les protocoles de couche inférieure est faible, il est alors raisonnable d'utiliser l'un des services de couche de transport légers qui ne sont pas surchargés de nombreux vérifications, prise de contact et autres méthodes visant à améliorer la fiabilité. Si les véhicules sont initialement très peu fiables, il est alors conseillé de se tourner vers le service de couche de transport le plus développé qui fonctionne en utilisant le maximum de moyens de détection et d'élimination des erreurs - en utilisant l'établissement préalable d'une connexion logique, le contrôle de la livraison des messages à l'aide de sommes de contrôle et la numérotation circulaire des paquets, la définition des délais de livraison, etc.

En règle générale, tous les protocoles, à partir de la couche transport et au-dessus, sont implémentés par le logiciel des nœuds d'extrémité du réseau - composants de leurs systèmes d'exploitation réseau. Des exemples de protocoles de transport incluent les protocoles TCP et UDP de la pile TCP/IP et le protocole SPX de la pile Novell.

niveau de la séance. La couche session fournit un contrôle de conversation pour savoir quel côté est actuellement actif et fournit également un moyen de synchronisation. Ces derniers permettent d'insérer des points de contrôle dans de longs transferts afin qu'en cas d'échec, vous puissiez revenir au dernier point de contrôle, au lieu de tout recommencer. En pratique, peu d’applications utilisent la couche session, et celle-ci est rarement implémentée.

Couche de présentation. Cette couche garantit que les informations transmises par la couche application seront comprises par la couche application d’un autre système. Si nécessaire, la couche de présentation effectue la conversion des formats de données vers un format de présentation commun et, à la réception, effectue en conséquence la conversion inverse. Ainsi, les couches applicatives peuvent surmonter, par exemple, les différences syntaxiques dans la représentation des données. A ce niveau, le cryptage et le décryptage des données peuvent être effectués, grâce auxquels le secret des échanges de données est assuré immédiatement pour tous les services applicatifs. Un exemple de protocole fonctionnant au niveau de la couche présentation est le protocole SSL (Secure Socket Layer), qui fournit une messagerie sécurisée pour les protocoles de la couche application de la pile TCP/IP.

Niveau applicatif. La couche application n'est en réalité qu'un ensemble de différents protocoles par lesquels les utilisateurs du réseau accèdent à des ressources partagées telles que des fichiers, des imprimantes ou des pages Web hypertextes, et organisent leur collaboration, par exemple à l'aide du protocole E-mail. L'unité de données sur laquelle opère la couche application est généralement appelée message.

Il existe une très grande variété de protocoles de couche application. Voici quelques exemples des implémentations les plus courantes de services de fichiers : NCP dans le système d'exploitation Novell NetWare, SMB dans Microsoft Windows NT, NFS, FTP et TFTP, qui font partie de la pile TCP/IP.

Le modèle OSI, bien que très important, n’est qu’un modèle de communication parmi tant d’autres. Ces modèles et leurs piles de protocoles associées peuvent différer par le nombre de couches, leurs fonctions, les formats de message, les services fournis au niveau des couches supérieures et d'autres paramètres.

Cet article est dédié à la référence modèle OSI de réseau à sept couches. Vous trouverez ici la réponse à la question de savoir pourquoi les administrateurs système doivent comprendre ce modèle de réseau, les 7 couches du modèle seront prises en compte et vous apprendrez également les bases du modèle TCP/IP, qui a été construit sur la base de le modèle de référence OSI.

Quand j'ai commencé à m'impliquer dans diverses technologies informatiques, j'ai commencé à travailler dans ce domaine, bien sûr, je ne connaissais aucun modèle, je n'y ai même pas pensé, mais un spécialiste plus expérimenté m'a conseillé d'étudier, ou comprenez plutôt simplement ce modèle, en ajoutant que « si vous comprenez tous les principes d'interaction, il sera beaucoup plus facile de gérer, de configurer le réseau et de résoudre toutes sortes de problèmes de réseau et autres.". Bien sûr, je lui ai obéi et j'ai commencé à pelleter des livres, Internet et d'autres sources d'information, tout en vérifiant sur le réseau existant si tout cela était vrai dans la réalité.

DANS monde moderne le développement de l'infrastructure de réseau a atteint un tel haut niveau que sans construire, même un petit réseau, une entreprise ( y compris et petit) ne pourra pas simplement exister normalement, c'est pourquoi les administrateurs système sont de plus en plus demandés. Et pour la construction et la configuration de haute qualité de tout réseau, l'administrateur système doit comprendre les principes du modèle de référence OSI, juste pour que vous appreniez à comprendre l'interaction des applications réseau, et en général les principes du transfert de données réseau, je essaiera de présenter ce matériel de manière accessible même pour les administrateurs novices.

Réseau Modèle OSI (modèle de référence de base d'interconnexion de systèmes ouverts) est un modèle abstrait de la manière dont les ordinateurs, applications et autres appareils interagissent sur un réseau. En bref, l'essence de ce modèle est que l'organisation ISO ( Organisation internationale de normalisation) a développé une norme pour l'exploitation des réseaux afin que tout le monde puisse s'y fier, et qu'il y ait une compatibilité de tous les réseaux et une interaction entre eux. L'un des protocoles d'interaction réseau les plus populaires et utilisé dans le monde entier est TCP/IP et il est construit sur la base du modèle de référence.

Eh bien, passons directement aux niveaux de ce modèle, et d'abord, familiarisons-nous avec l'image générale de ce modèle dans le contexte de ses niveaux.

Parlons maintenant plus en détail de chaque niveau, il est d'usage de décrire les niveaux du modèle de référence de haut en bas, c'est le long de ce chemin que s'effectue l'interaction, sur un ordinateur de haut en bas, et sur l'ordinateur où les données est reçu de bas en haut, c'est-à-dire les données passent par chaque niveau de manière séquentielle.

Description des niveaux du modèle de réseau

Couche d'application (7) (couche d'application) est à la fois le point de départ et le point final des données que vous souhaitez transférer sur le réseau. Cette couche est responsable de l'interaction des applications sur le réseau, c'est-à-dire Les applications communiquent à ce niveau. Il s'agit du niveau le plus élevé et vous devez vous en souvenir lorsque vous résolvez les problèmes qui surviennent.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNET et d'autres. Autrement dit, l'application 1 envoie une requête à l'application 2 en utilisant ces protocoles, et pour savoir que l'application 1 a envoyé une requête à l'application 2, il doit y avoir une connexion entre elles, et c'est le protocole qui s'en charge connexion.

Couche de présentation (6)- cette couche est chargée de coder les données afin qu'elles puissent ensuite être transmises sur le réseau et de les reconvertir en conséquence afin que l'application comprenne ces données. Après ce niveau, les données des autres niveaux deviennent les mêmes, c'est-à-dire : quel que soit le type de données dont il s'agit, que ce soit document Word ou un message électronique.

Les protocoles suivants fonctionnent à ce niveau : RDP, LPP, NDR et d'autres.

Couche session (5)– est responsable du maintien de la session entre les transferts de données, c'est-à-dire la durée de la session diffère selon les données transmises, elle doit donc être maintenue ou terminée.

Les protocoles suivants fonctionnent à ce niveau : ASP, L2TP, PPTP et d'autres.

Couche de transport (4)- Responsable de la fiabilité de la transmission des données. Il divise également les données en segments et les réassemble, car les données sont de différentes tailles. Il existe deux protocoles bien connus de ce niveau : TCP et UDP. Protocole TCP donne une garantie que les données seront fournies dans leur intégralité, et le protocole UDP ne le garantit pas, c'est pourquoi elles sont utilisées à des fins différentes.

Couche réseau (3)- il est destiné à déterminer le chemin que doivent emprunter les données. Les routeurs fonctionnent à ce niveau. Il est également responsable de : traduire les adresses et les noms logiques en adresses physiques, déterminer un itinéraire court, la commutation et le routage, et surveiller les problèmes de réseau. Cela fonctionne à ce niveau. Protocole IP et des protocoles de routage comme RIP, OSPF.

Couche de liaison (2)- il permet une interaction au niveau physique, à ce niveau sont déterminés Adresses MAC Périphériques réseau, les erreurs sont également surveillées et corrigées ici, c'est-à-dire redemandez la trame corrompue.

Couche physique (1)- il s'agit directement de la conversion de toutes les trames en impulsions électriques et vice versa. Autrement dit transmission physique données. Travailler à ce niveau concentrateurs.

C'est à cela que ressemble l'ensemble du processus de transfert de données du point de vue de ce modèle. C'est une référence et standardisée et donc d'autres technologies et modèles de réseaux s'appuient sur elle, notamment le modèle TCP/IP.

Modèle TCP-IP

Modèle TCP/IP légèrement différent du modèle OSI, pour être plus précis, dans ce modèle certaines couches du modèle OSI ont été combinées et il n'y en a que 4 ici :

• Appliqué;
• Transport;
• Réseau;
• Canal.

L'image montre la différence entre les deux modèles et montre également une fois de plus à quels niveaux fonctionnent les protocoles bien connus.

Il est possible de parler longtemps du modèle de réseau OSI et en particulier de l'interaction des ordinateurs sur le réseau et cela ne rentrera pas dans un seul article, et ce sera un peu incompréhensible, alors j'ai essayé ici de présenter, comme il étaient la base de ce modèle et une description de tous les niveaux. L'essentiel est de comprendre que tout cela est bien vrai et que le fichier que vous avez envoyé sur le réseau ne fait que passer par " énorme» chemin avant d'atteindre l'utilisateur final, mais cela se produit si vite que vous ne le remarquez pas, en grande partie grâce aux technologies de réseau avancées.

J'espère que tout cela vous aidera à comprendre l'interaction des réseaux.

Modèle de référence OSI

Pour plus de clarté, le processus de mise en réseau dans le modèle de référence OSI est divisé en sept couches. Cette construction théorique facilite l’apprentissage et la compréhension de concepts assez complexes. En haut du modèle OSI se trouve l'application qui a besoin d'accéder aux ressources du réseau, en bas se trouve le réseau lui-même. À mesure que les données passent d’une couche à l’autre, les protocoles opérant au niveau de ces couches les préparent progressivement à la transmission sur le réseau. Lorsqu'elles atteignent le système cible, les données remontent à travers les couches, les mêmes protocoles effectuant les mêmes actions, uniquement dans ordre inverse. En 1983 Organisation internationale de normalisation(Organisation internationale de normalisation, ISO) et Secteur de la normalisationTélécommunications de l'Union internationale des télécommunications(Secteur de normalisation des télécommunications de l'Union internationale des télécommunications, ITU-T) a publié le document « The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection », qui décrit un modèle de répartition des fonctions de réseau entre 7 niveaux différents (Fig. 1.7). Cette structure à sept couches était censée constituer la base d’une nouvelle pile de protocoles, mais elle n’a jamais été mise en œuvre commercialement. Au lieu de cela, le modèle OSI est utilisé avec les piles de protocoles existantes comme outil d'enseignement et de référence. La plupart des protocoles populaires aujourd'hui sont antérieurs au développement du modèle OSI et ne correspondent donc pas exactement à sa structure à sept couches. Souvent, les fonctions de deux, voire plusieurs niveaux du modèle sont combinées dans un seul protocole, et les limites du protocole ne correspondent souvent pas aux limites des niveaux OSI. Néanmoins, le modèle OSI reste une excellente aide visuelle pour la recherche sur les réseaux, et les professionnels associent souvent les fonctions et protocoles à des couches spécifiques.

Encapsulation des données

En fait, l'interaction des protocoles opérant à différents niveaux du modèle OSI se manifeste dans le fait que chaque protocole ajoute entête(en-tête) ou (dans un cas) bande-annonce(pied de page) aux informations qu'il a reçues du niveau supérieur. Par exemple, une application génère une demande pour une ressource réseau. Cette requête descend dans la pile de protocoles. Lorsqu'elle atteint la couche transport, les protocoles de la couche transport ajoutent à la requête leur propre en-tête, constitué de champs contenant des informations spécifiques aux fonctions de ce protocole. La requête originale elle-même devient un champ de données (charge utile) pour le protocole de couche transport. Après avoir ajouté son en-tête, le protocole de la couche transport transmet la requête à la couche réseau. Le protocole de couche réseau ajoute son propre en-tête à l'en-tête du protocole de couche transport. Ainsi, pour un protocole de couche réseau, la demande d'origine et l'en-tête du protocole de couche transport deviennent la charge utile. Cette construction entière devient la charge utile du protocole de couche liaison, qui y ajoute un en-tête et une fin. Le résultat de cette activité est sac plastique(paquet) prêt à être transmis sur le réseau. Lorsque le paquet atteint sa destination, le processus est inversé. Le protocole de chaque niveau suivant de la pile (maintenant de bas en haut) traite et supprime l'en-tête du protocole équivalent du système émetteur. Une fois le processus terminé, la demande d'origine parvient à l'application à laquelle elle était destinée, sous la même forme sous laquelle elle a été générée. Le processus d'ajout d'en-têtes à une requête (Figure 1-8) généré par une application est appelé encapsulation des données(encapsulation des données). Essentiellement, cette procédure ressemble au processus de préparation d’une lettre à envoyer. La demande est la lettre elle-même, et ajouter des en-têtes revient à mettre la lettre dans une enveloppe, à écrire l'adresse, à la tamponner et à l'envoyer.

Couche physique

Au niveau le plus bas du modèle OSI - physique(physique) - les caractéristiques des éléments d'équipement réseau sont déterminées - l'environnement réseau, la méthode d'installation, le type de signaux utilisés pour transmettre des données binaires sur le réseau. De plus, la couche physique détermine quel type de carte réseau doit être installée sur chaque ordinateur et quel type de hub (le cas échéant) doit être utilisé. Au niveau physique, il s'agit d'un câble en cuivre ou en fibre optique, ou de tout autre connexion sans fil. Dans un LAN, les spécifications de la couche physique sont directement liées au protocole de couche liaison utilisé sur le réseau. Lorsque vous choisissez un protocole de couche liaison, vous devez utiliser l'une des spécifications de couche physique prises en charge par ce protocole. Par exemple, le protocole de couche de liaison Ethernet prend en charge plusieurs options de couche physique différentes : l'un des deux types de câble coaxial, n'importe quel câble à paire torsadée, câble à fibre optique. Les paramètres de chacune de ces options sont constitués de nombreuses informations sur les exigences de la couche physique, par exemple le type de câble et de connecteurs, la longueur admissible des câbles, le nombre de hubs, etc. Le respect de ces exigences est nécessaire pour le fonctionnement normal des protocoles. Par exemple, dans le cas d'un câble trop long, le système Ethernet peut ne pas remarquer les collisions de paquets et si le système est incapable de détecter les erreurs, il ne peut pas les corriger, ce qui entraîne une perte de données. La norme de protocole de couche liaison ne définit pas tous les aspects de la couche physique. Certains d'entre eux sont définis séparément. L'une des spécifications de couche physique les plus couramment utilisées est décrite dans la norme de câblage des télécommunications des bâtiments commerciaux, connue sous le nom d'EIA/TIA 568A. Il a été publié conjointement Institut national américainfléchettes(Institut national américain de normalisation, ANSI), Associations debranche de l'industrie électronique(Association de l'industrie électronique, EIA) et Association de l'industrie des communications(Association de l'industrie des télécommunications, TIA). Ce document comprend Description détaillée câbles pour réseaux de transmission de données dans des environnements industriels, y compris la distance minimale des sources d'interférences électromagnétiques et d'autres règles de pose des câbles. Aujourd'hui, la pose des câbles dans les grands réseaux est le plus souvent confiée à des entreprises spécialisées. L'entrepreneur embauché doit connaître l'EIA/TIA 568A et d'autres documents similaires, ainsi que les règles d'exploitation des bâtiments de la ville. Un autre élément de communication défini au niveau de la couche physique est un type de signal pour la transmission de données sur un support réseau. Pour les câbles à base de cuivre, ce signal est une charge électrique, pour un câble à fibre optique - une impulsion lumineuse. D'autres types d'environnements réseau peuvent utiliser des ondes radio, des impulsions infrarouges et d'autres signaux. Outre la nature des signaux, un schéma de transmission est établi au niveau de la couche physique, c'est-à-dire une combinaison charges électriques ou des impulsions lumineuses utilisées pour le codage informations binaires, qui est généré par les niveaux supérieurs. Les systèmes Ethernet utilisent un schéma de signalisation appelé Encodage Manchester(codage Manchester) et dans les systèmes anneau à jeton utilisé différentielManchester(Differentiel Manchester).

Couche de liaison

Protocole canal La couche (liaison de données) assure l'échange d'informations entre le matériel d'un ordinateur inclus dans le réseau et le logiciel réseau. Il prépare l'envoi au réseau des données qui lui sont transmises par le protocole de couche réseau, et transmet à la couche réseau les données reçues par le système depuis le réseau. Lors de la conception et de la construction d'un réseau local, le protocole de couche liaison utilisé est le facteur le plus important dans la sélection de l'équipement et la manière dont il est installé. Le protocole de couche liaison nécessite le matériel et les logiciels suivants : adaptateurs interface réseau(si l'adaptateur est un appareil distinct connecté au bus, on l'appelle carte d'interface réseau ou simplement carte réseau) ; pilotes de carte réseau ; câbles réseau(ou autre environnement réseau) et équipement de connexion auxiliaire ; hubs de réseau (dans certains cas). Les adaptateurs réseau et les hubs sont conçus pour des protocoles de couche liaison spécifiques. Certains câbles réseau sont également conçus pour des protocoles spécifiques, mais il existe également des câbles adaptés à différents protocoles. Aujourd’hui (comme toujours), le protocole de couche liaison le plus populaire est Ethernet. Loin derrière se trouve Token Ring, suivi d'autres protocoles tels que FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Une spécification de protocole de couche liaison comprend généralement trois éléments principaux : un format de trame (c'est-à-dire un en-tête et une fin ajoutés aux données de la couche réseau avant qu'elles ne soient transmises au réseau) ; mécanisme de contrôle de l'accès à l'environnement réseau ; une ou plusieurs spécifications de couche physique utilisées avec un protocole donné.

Format du cadre

Le protocole de couche liaison ajoute un en-tête et une fin aux données reçues du protocole de couche réseau, les transformant en cadre(cadre) (Fig. 1.9). Pour reprendre l’analogie du courrier, l’en-tête et la fin sont l’enveloppe dans laquelle envoyer la lettre. Ils contiennent les adresses du système émetteur et du système récepteur du paquet. Pour les protocoles LAN comme Ethernet et Token Ring, ces adresses sont des chaînes hexadécimales de 6 octets attribuées adaptateurs réseauà l'usine. Contrairement aux adresses utilisées à d'autres niveaux du modèle OSI, elles sont appelées appa adresses militaires(adresse matérielle) ou adresses MAC (voir ci-dessous).

Note Les protocoles à différents niveaux du modèle OSI portent des noms différents pour les structures qu'ils créent en ajoutant un en-tête aux données provenant d'un protocole supérieur. Par exemple, ce que le protocole de couche liaison appelle une trame serait un datagramme destiné à la couche réseau. Un nom plus général pour une unité structurelle de données à n'importe quel niveau est sac plastique.

Il est important de comprendre que les protocoles de couche liaison autorisent uniquement la communication entre ordinateurs sur le même réseau local. L'adresse matérielle dans l'en-tête appartient toujours à un ordinateur sur le même réseau local, même si le système cible se trouve sur un réseau différent. D'autres fonctions importantes de la trame de couche liaison sont l'identification du protocole de couche réseau qui a généré les données dans le paquet et les informations pour la détection des erreurs. Différents protocoles peuvent être utilisés au niveau de la couche réseau et, par conséquent, la trame du protocole de couche liaison comprend généralement du code qui peut être utilisé pour déterminer quel protocole de couche réseau a généré les données dans ce paquet. Guidé par ce code, le protocole de couche liaison de l'ordinateur récepteur envoie des données au protocole correspondant de sa couche réseau. Pour détecter les erreurs, le système de transmission calcule cycliquement code redondant(contrôle de redondance cyclique, CRC) et l'écrit dans la fin de trame. Dès réception du paquet, l'ordinateur cible effectue les mêmes calculs et compare le résultat avec le contenu de la bande-annonce. Si les résultats concordent, l'information a été transmise sans erreur. Sinon, le destinataire suppose que le paquet est corrompu et ne l'accepte pas.

Contrôle d'accès au support

Les ordinateurs sur un réseau local utilisent généralement un support réseau semi-duplex partagé. Dans ce cas, il est fort possible que deux ordinateurs commencent à transmettre des données en même temps. Dans de tels cas, une sorte de collision de paquets se produit, collision(collision), dans laquelle les données des deux paquets sont perdues. L'une des principales fonctions du protocole de couche liaison est le contrôle d'accès au support (MAC), c'est-à-dire le contrôle de la transmission des données par chacun des ordinateurs et la minimisation des collisions de paquets. Le mécanisme de contrôle d’accès aux médias est l’une des caractéristiques les plus importantes d’un protocole de couche liaison. Ethernet utilise Carrier Sense Multiple Access avec détection de collision (CSMA/CD) pour contrôler l'accès aux médias. Certains autres protocoles, tels que Token Ring, utilisent le passage de jetons.

Spécifications de la couche physique

Les protocoles de couche liaison utilisés sur le réseau local prennent souvent en charge plusieurs supports réseau, et une ou plusieurs spécifications de couche physique sont incluses dans la norme de protocole. La liaison de données et les couches physiques sont étroitement liées, car les propriétés du support réseau affectent de manière significative la manière dont le protocole contrôle l'accès au support. Par conséquent, nous pouvons dire que dans les réseaux locaux, les protocoles de couche liaison remplissent également les fonctions de couche physique. Les WAN utilisent des protocoles de couche liaison qui n'incluent pas d'informations de couche physique, tels que SLIP (Serial Line Internet Protocol) et PPP (Point-to-Point Protocol).

couche réseau

À première vue, il pourrait sembler que réseau La couche (réseau) duplique certaines fonctionnalités de la couche liaison. Mais ce n’est pas le cas : les protocoles de la couche réseau sont « responsables » de à travers(de bout en bout), tandis que les protocoles de couche liaison ne fonctionnent qu'au sein du réseau local. En d’autres termes, les protocoles de la couche réseau assurent entièrement la transmission du paquet de la source vers le système cible. Selon le type de réseau, l'émetteur et le récepteur peuvent se trouver sur le même LAN, sur des LAN différents au sein du même bâtiment ou sur des LAN séparés par des milliers de kilomètres. Par exemple, lorsque vous vous connectez à un serveur sur Internet, les paquets créés par votre ordinateur transitent par des dizaines de réseaux pour y parvenir. En s'adaptant à ces réseaux, le protocole de la couche liaison changera plusieurs fois, mais le protocole de la couche réseau restera toujours le même. La pierre angulaire de la suite de protocoles TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) et le protocole de couche réseau le plus couramment utilisé est IP (Internet Protocol). Novell NetWare possède son propre protocole réseau IPX (Internetwork Packet Exchange), et les petits réseaux Microsoft Windows utilisent généralement le protocole NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface). La plupart des fonctions attribuées à la couche réseau sont définies par les capacités du protocole IP. Comme un protocole de couche liaison, un protocole de couche réseau ajoute un en-tête aux données qu'il reçoit d'une couche supérieure (Figure 1.10). Un élément de données créé par un protocole de couche réseau se compose de données de couche transport et d'un en-tête de couche réseau et est appelé datagramme(datagramme).

Adressage

L'en-tête du protocole de couche réseau, comme l'en-tête du protocole de couche liaison, contient des champs avec les adresses des systèmes source et cible. Cependant, dans ce cas, l'adresse du système cible appartient à la destination finale du paquet et peut différer de l'adresse de destination dans l'en-tête du protocole de couche liaison. Par exemple, lorsque vous entrez barre d'adresse adresse du navigateur du site Web, dans le paquet généré par votre ordinateur, l'adresse du serveur Web est indiquée comme l'adresse du système cible au niveau du réseau, tandis qu'au niveau du lien l'adresse du routeur de votre LAN qui fournit L'accès à Internet indique le système cible. IP utilise son propre système d'adressage, totalement indépendant des adresses de la couche liaison. Chaque ordinateur d'un réseau IP se voit attribuer manuellement ou automatiquement un identifiant 32 bits. adresse IP, qui identifie à la fois l'ordinateur lui-même et le réseau sur lequel il se trouve. Dans IPX, l'adresse matérielle est utilisée pour identifier l'ordinateur lui-même. De plus, une adresse spéciale est utilisée pour identifier le réseau dans lequel se trouve l'ordinateur. NetBEUI distingue les ordinateurs par les noms NetBIOS attribués à chaque système lors de l'installation.

Fragmentation

Les datagrammes de couche réseau doivent traverser de nombreux réseaux pour atteindre leur destination, rencontrant ainsi les propriétés et les limitations spécifiques de divers protocoles de couche liaison. L'une de ces limitations est la taille maximale des paquets autorisée par le protocole. Par exemple, une trame Token Ring peut atteindre 4 500 octets, tandis qu'une trame Ethernet peut atteindre 1 500 octets. Lorsqu'un datagramme volumineux généré sur un réseau Token Ring est transféré vers un réseau Ethernet, le protocole de couche réseau doit le diviser en plusieurs fragments ne dépassant pas 1 500 octets. Ce processus est appelé fragmentation(fragmentation). Au cours du processus de fragmentation, le protocole de couche réseau divise le datagramme en fragments dont la taille correspond aux capacités du protocole de couche liaison utilisé. Chaque fragment devient son propre package et continue son chemin vers le système de couche réseau cible. Le datagramme source n'est formé qu'une fois que tous les fragments ont atteint la destination. Parfois, sur le chemin du système cible, les fragments dans lesquels un datagramme est divisé doivent être refragmentés.

Routage

Routage(routage) est le processus de choix de l'itinéraire le plus efficace sur Internet pour transmettre des datagrammes du système émetteur au système récepteur. Dans les Internets complexes, comme Internet ou les grands réseaux d’entreprise, il existe souvent plusieurs chemins pour passer d’un ordinateur à un autre. Les concepteurs de réseaux créent délibérément des liens redondants afin que le trafic trouve son chemin vers sa destination même en cas de panne de l'un des routeurs. Les routeurs connectent des réseaux locaux distincts qui font partie d'Internet. Le but d'un routeur est de recevoir le trafic entrant d'un réseau et de le transmettre à un système spécifique sur un autre. Il existe deux types de systèmes sur Internet : Terminal(systèmes finaux) et intermédiaire(systèmes intermédiaires). Les systèmes finaux sont des émetteurs et des récepteurs de paquets. Le routeur est un système intermédiaire. Les systèmes finaux utilisent les sept couches du modèle OSI, tandis que les paquets arrivant aux systèmes intermédiaires ne dépassent pas la couche réseau. Là, le routeur traite le paquet et l'envoie vers le bas de la pile pour transmission au système cible suivant (Figure 1.11).

Afin d'acheminer correctement un paquet vers sa destination, les routeurs conservent en mémoire des tables d'informations réseau. Ces informations peuvent être saisies manuellement par l'administrateur ou collectées automatiquement à partir d'autres routeurs à l'aide de protocoles spécialisés. Une entrée de table de routage typique contient l'adresse d'un autre réseau et l'adresse du routeur via lequel les paquets doivent atteindre ce réseau. De plus, l'entrée de la table de routage contient métrique d'itinéraire -évaluation conditionnelle de son efficacité. S'il existe plusieurs routes vers un système, le routeur choisit la plus efficace et envoie le datagramme à la couche liaison pour transmission au routeur spécifié dans l'entrée du tableau avec la meilleure métrique. Dans les grands réseaux, le routage peut être un processus extraordinairement complexe, mais le plus souvent, il s'effectue automatiquement et de manière transparente pour l'utilisateur.

Identification du protocole de couche transport

Tout comme l'en-tête de couche liaison indique le protocole de couche réseau qui a généré et transmis les données, l'en-tête de couche réseau contient des informations sur le protocole de couche transport à partir duquel les données ont été reçues. Sur la base de ces informations, le système récepteur transmet les datagrammes entrants au protocole de couche transport approprié.

couche de transport

Fonctions exécutées par les protocoles transport(transport) complètent les fonctions des protocoles de la couche réseau. Souvent, les protocoles de ces couches utilisés pour la transmission des données forment une paire interconnectée, comme le montre l'exemple de TCP/IP : le protocole TCP fonctionne au niveau de la couche transport, IP - au niveau de la couche réseau. La plupart des suites de protocoles disposent de deux ou plusieurs protocoles de couche de transport qui remplissent des fonctions différentes. Une alternative à TCP est UDP (User Datagram Protocol). La suite de protocoles IPX comprend également plusieurs protocoles de couche de transport, notamment NCP (NetWare Core Protocol) et SPX (Sequenced Packet Exchange). La différence entre les protocoles de couche transport d'un certain ensemble est que certains d'entre eux sont orientés connexion et d'autres non. Systèmes utilisant le protocole Connexion orientée(orientés connexion), avant d'envoyer des données, ils échangent des messages pour établir une communication entre eux. Cela garantit que les systèmes sont allumés et prêts à fonctionner. Le protocole TCP, par exemple, est orienté connexion. Lorsque vous utilisez un navigateur pour vous connecter à un serveur Internet, le navigateur et le serveur effectuent d'abord ce que l'on appelle poignée de main en trois étapes(poignée de main à trois). Ce n'est qu'alors que le navigateur envoie l'adresse de la page Web souhaitée au serveur. Une fois le transfert de données terminé, les systèmes effectuent la même négociation pour mettre fin à la connexion. De plus, les protocoles orientés connexion effectuent des actions supplémentaires, telles que l'envoi d'un signal d'accusé de réception de paquet, la segmentation des données, le contrôle du flux et la détection et la correction des erreurs. Généralement, les protocoles de ce type sont utilisés pour transférer de grandes quantités d'informations qui ne doivent pas contenir un seul bit erroné, comme des fichiers de données ou des programmes. Des fonctionnalités supplémentaires des protocoles orientés connexion garantissent un transfert de données correct. C'est pourquoi ces protocoles sont souvent appelés fiable(fiable). Dans ce cas, la fiabilité est un terme technique et signifie que chaque paquet transmis est vérifié pour détecter les erreurs. De plus, le système expéditeur est informé de la livraison de chaque paquet. L'inconvénient des protocoles de ce type est la quantité importante de données de contrôle échangées entre les deux systèmes. Premièrement, des messages supplémentaires sont envoyés lorsqu'une connexion est établie et terminée. Deuxièmement, l’en-tête ajouté au paquet par un protocole orienté connexion est beaucoup plus grand que l’en-tête d’un protocole sans connexion. Par exemple, l'en-tête du protocole TCP/IP fait 20 octets, tandis que l'en-tête UDP fait 8 octets. Protocole, pas orienté connexion(sans connexion), n'établit pas de connexion entre deux systèmes avant le transfert de données. L'expéditeur transmet simplement les informations au système cible, sans se soucier de savoir s'il est prêt à recevoir des données et si ce système existe même. Les systèmes recourent généralement à des protocoles sans connexion tels que UDP pour les transactions courtes composées uniquement de requêtes et de réponses. Le signal de réponse du récepteur fonctionne implicitement comme un signal d'accusé de réception de transmission.

Note Les protocoles orientés connexion et non orientés connexion n'existent pas seulement au niveau de la couche transport. Par exemple, les protocoles de couche réseau ne sont généralement pas orientés connexion car ils reposent sur couche de transport.

Les protocoles de couche transport (ainsi que les couches réseau et liaison) contiennent généralement des informations provenant de couches supérieures. Par exemple, les en-têtes TCP et UDP incluent des numéros de port qui identifient l'application à l'origine du paquet et l'application à laquelle il est destiné. Sur session Au niveau (session), un écart significatif commence entre les protocoles réellement utilisés et le modèle OSI. Contrairement aux couches inférieures, il n’existe pas de protocoles de couche de session dédiés. Les fonctions de cette couche sont intégrées dans des protocoles qui remplissent également les fonctions des couches présentation et application. Les couches transport, réseau, liaison de données et physique sont responsables de la transmission réelle des données sur le réseau. Les protocoles de la session et des niveaux supérieurs n'ont rien à voir avec le processus de communication. La couche session comprend 22 services, dont beaucoup définissent la manière dont les informations sont échangées entre les systèmes du réseau. Les services les plus importants sont la gestion du dialogue et la séparation du dialogue. L'échange d'informations entre deux systèmes dans un réseau est appelé dialogue(dialogue). Gestion des dialogues(contrôle de dialogue) consiste à sélectionner le mode dans lequel les systèmes échangeront des messages. Il existe deux de ces modes : semi-duplex(alternatif bidirectionnel, TWA) et duplex(bidirectionnel simultané, TWS). En mode semi-duplex, les deux systèmes transmettent également des jetons avec les données. Vous ne pouvez transférer des informations que vers un ordinateur doté ce moment il y a un marqueur. Cela évite les collisions de messages en cours de route. Le modèle duplex est plus complexe. Il ne contient aucun marqueur ; les deux systèmes peuvent transmettre des données à tout moment, même simultanément. Séparation des dialogues(séparation de dialogue) consiste à inclure dans le flux de données points de contrôle(points de contrôle) qui vous permettent de synchroniser le travail de deux systèmes. Le degré de complexité de la séparation du dialogue dépend du mode dans lequel il se déroule. En mode semi-duplex, les systèmes effectuent une petite synchronisation consistant en l'échange de messages sur points de contrôle. En mode duplex, les systèmes effectuent une synchronisation complète à l'aide du jeton maître/actif.

Niveau exécutif

Sur représentant(présentation), une seule fonction est remplie : traduction syntaxique entre divers systèmes. Parfois, les ordinateurs d'un réseau utilisent des syntaxes différentes. La couche de présentation leur permet de « se mettre d'accord » sur une syntaxe commune pour l'échange de données. Lors de l'établissement d'une connexion au niveau de la couche de présentation, les systèmes échangent des messages sur les syntaxes dont ils disposent et choisissent celle qu'ils utiliseront pendant la session. Les deux systèmes impliqués dans la connexion ont abstraitsyntaxe(syntaxe abstraite) - leur forme de communication « native ». Les syntaxes abstraites des différentes plates-formes informatiques peuvent différer. Dans le processus de coordination du système, un syntaxe de transfertdonnées(syntaxe de transfert). Le système émetteur convertit sa syntaxe abstraite en syntaxe de transfert de données, et le système récepteur, une fois le transfert terminé, vice versa. Si nécessaire, le système peut sélectionner la syntaxe de transfert de données avec caractéristiques supplémentaires comme la compression ou le cryptage des données.

Couche d'application

La couche application est le point d'entrée par lequel les programmes accèdent au modèle OSI et aux ressources réseau. La plupart des protocoles de couche application fournissent des services d'accès au réseau. Par exemple, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) est utilisé par la plupart des programmes de messagerie pour envoyer des messages. D'autres protocoles de couche application tels que FTP ( Transfert de fichier Protocol) sont eux-mêmes des programmes. Les protocoles de couche application incluent souvent des fonctions de couche de session et de présentation. En conséquence, une pile de protocoles typique contient quatre protocoles distincts qui fonctionnent au niveau des couches application, transport, réseau et liaison.

Ce système se compose de sept couches du modèle OSI. Chaque protocole fonctionne avec des protocoles de son niveau, soit un niveau inférieur ou supérieur à lui-même.

Chaque niveau fonctionne sur un type de données spécifique :

1. Physique - peu ;
2. Canal - cadre ;
3. Réseau - forfait ;
4. Transport - segments/datagrammes ;
5. Séance - séance ;
6. Exécutif - flux ;
7. Appliqué - données

Couches du modèle OSI

Couche d'application ( couche d'application)

C'est le top Couche de modèle de réseau OSI. On l'appelle également la couche application. Conçu pour l'interaction de l'utilisateur avec le réseau. La couche offre aux applications la possibilité d'utiliser divers services réseau.

Les fonctions:

• accès à distance;
• Service Poste;
• formation de demandes au niveau suivant ( couche de présentation)

Protocoles de couche réseau :

• bittorrent
• http
• SMTP
• SNMP
• TELNET

couche de présentation ( couche de présentation)

C'est le deuxième niveau. Autrement connu sous le nom de niveau représentatif. Conçu pour la conversion de protocole, ainsi que pour l'encodage et le décodage des données. À ce stade, les requêtes émises par la couche application sont transformées en données à transmettre sur le réseau et vice versa.

Les fonctions:

• compression/décompression de données ;
• codage/décodage de données ;
• rediriger les demandes

Protocoles de couche réseau :

• LPP
• rapport de non-remise

couche de session ( couche de session)

Ce Couche de modèle de réseau OSI responsable du maintien de la séance. Grâce à cette couche, les applications peuvent interagir longtemps entre elles.

Les fonctions:

• accorder des droits
• créer/suspendre/rétablir/mettre fin à la communication

Protocoles de couche réseau :

• ISO-SP
• L2TP
• NetBIOS
• PPTP
• SMPP

couche de transport ( couche de transport)

C'est le quatrième niveau, si l'on compte d'en haut. Conçu pour un transfert de données fiable. Cependant, la transmission n’est pas toujours fiable. La duplication et la non-livraison du paquet de données sont possibles.

Protocoles de couche réseau :

• UDP
• SST
• RTP

couche réseau ( couche réseau)

Le Couche de modèle de réseau OSI est chargé de déterminer le meilleur et le plus court chemin pour le transfert de données.

Les fonctions:

• attribution d'adresse
• suivi des collisions
• définition d'itinéraire
• commutation

Protocoles de couche réseau :

• IPv4/IPv6
  
• CLNP
• IPsec
• DÉCHIRER
• OSPF

Couche de liaison ( couche de liaison de données)

Il s'agit de la sixième couche, responsable de la transmission des données entre les appareils se trouvant dans la même zone réseau.

Les fonctions:

• adressage au niveau matériel
• contrôle des erreurs
• correction des erreurs

Protocoles de couche réseau :

• GLISSER
• LAPD
• Réseau local sans fil IEEE 802.11,
• FDDI
• ARCnet

Couche physique ( couche physique)

Le plus bas et le plus récent Couche de modèle de réseau OSI. Sert à définir la méthode de transmission des données dans l’environnement physique/électrique. Disons n'importe quel site, par exemple " jouer au casino en ligne http://bestforplay.net ", est situé sur une sorte de serveur dont les interfaces transmettent également une sorte de signal électrique via des câbles et des fils.

Les fonctions:

• détermination du type de transfert de données
• transfert de données

Protocoles de couche réseau :

• IEEE 802.15 (Bluetooth)
• Wi-Fi 802.11
• Interface radio GSMUM
• UIT et UIT-T
• EIARS-232

Tableau du modèle OSI à 7 couches

Afin de créer de nouveaux (et de mettre à niveau les anciens) réseaux informatiques tout en ne rencontrant pas de problèmes de compatibilité et d'interaction entre divers périphériques réseau, des normes spéciales ont été développées - des modèles de réseau. Il existe différents modèles de réseau, mais les plus courants et généralement reconnus sont : le modèle de réseau OSI et. Ces modèles reposent sur le principe de division du réseau en couches.

Modèle de référence OSI

Les débuts des réseaux LAN, MAN et WAN ont été chaotiques à bien des égards. Au début des années 1980, la taille des réseaux et leur nombre ont considérablement augmenté. Lorsque les entreprises ont réalisé qu'elles pouvaient économiser de l'argent et accroître leur efficacité en utilisant les technologies de réseau, elles ont créé de nouveaux réseaux et étendu ceux existants aussi rapidement que de nouvelles technologies de réseau et de nouveaux équipements sont apparus.

Cependant, vers le milieu des années 1980, ces mêmes entreprises ont commencé à éprouver des difficultés à développer leur activité déjà active. réseaux existants. Réseaux utilisant des spécifications différentes et implémentés différentes façons il est devenu de plus en plus difficile de communiquer entre eux. Les entreprises dans cette situation ont été les premières à comprendre qu'elles devaient cesser d'utiliser de marque (propriétaire) systèmes de réseau.

Pour résoudre le problème de l'incompatibilité des réseaux et de l'incapacité de communiquer entre eux, l'Organisation internationale de normalisation (ISO) a développé divers schémas de mise en réseau tels que DECnet, Systems Network Architecture (SNA) et TCP/IP. Le but de la création de tels systèmes était de développer un ensemble commun de règles de réseau pour tous les utilisateurs. Grâce à ces recherches, l'ISO a développé un modèle de réseau qui a permis d'aider les fabricants d'équipements à créer des réseaux compatibles les uns avec les autres et interopérables avec succès. Le processus de subdivision d'une tâche complexe de communication réseau en tâches distinctes plus petites peut être comparé au processus d'assemblage d'une voiture.
Le processus de conception, de fabrication de pièces et d’assemblage d’une voiture, considéré dans son ensemble, est très complexe. Il est peu probable qu'il existe un spécialiste capable de résoudre toutes les tâches requises lors de l'assemblage d'une voiture : assembler une voiture à partir de pièces sélectionnées au hasard ou, disons,
dans la fabrication du produit final directement à partir du minerai de fer. Pour cette raison, les ingénieurs de conception sont impliqués dans la conception d'une voiture, les ingénieurs de fonderie conçoivent des moules pour les pièces coulées, et les ingénieurs et techniciens d'assemblage sont engagés dans l'assemblage de composants et d'une voiture à partir de pièces finies.

Modèle de référence OSI (Modèle de référence OSI), publié en 1984, était un schéma descriptif créé par l'ISO. Ce modèle de référence a fourni aux fabricants d'équipements un ensemble de normes garantissant une plus grande interopérabilité et interopérabilité entre les diverses technologies et équipements de réseau fabriqués par de nombreuses entreprises à travers le monde.
Le modèle de référence OSI est le modèle principal utilisé comme
bases des communications réseau.
Bien que d'autres modèles existent, la plupart des constructeurs OEM et logiciel sont guidés par le modèle de référence OSI, notamment lorsqu'ils souhaitent sensibiliser les utilisateurs à l'utilisation de leurs produits. Le modèle de référence OSI est actuellement considéré comme le meilleur outil disponible pour informer les utilisateurs sur le fonctionnement des réseaux et sur la manière d'envoyer et de recevoir des données sur un réseau.

Le modèle de référence OSI définit les fonctions réseau exécutées par chacune de ses couches. Plus important encore, c’est la base pour comprendre comment les informations sont transmises sur le réseau. De plus, le modèle OSI décrit comment les informations ou les paquets de données sont déplacés depuis des applications logicielles (telles que des feuilles de calcul ou des applications). traitement de texte) sur un support de transmission réseau (tel que des câbles) vers d'autres programmes/applications exécutés sur un autre ordinateur de ce réseau, même si l'expéditeur et le destinataire utilisent différents types supports de transmission.

Couches du modèle de réseau OSI (également appelé modèle de référence OSI)

Le modèle de réseau OSI contient sept couches numérotées, chacune remplissant ses propres fonctions. fonctions spéciales en ligne.

• Niveau 7- couche d'application.
• Niveau 6- niveau de présentation des données.
• Niveau 5- niveau séance.
• Niveau 4- couche de transport.
• Niveau 3- couche réseau.
• Niveau 2- niveau du canal.
• Niveau 1- niveau physique.

Diagramme de couches du modèle de réseau OSI

Cette division des fonctions assurées par le réseau est appelée hiérarchisation. La division du réseau en sept couches offre les avantages suivants :

• le processus de communication réseau est subdivisé en étapes plus petites et plus simples ;
• les composants du réseau sont standardisés, ce qui permet d'utiliser et de prendre en charge des équipements de différents fabricants dans le réseau ;
• la division du processus d'échange de données en niveaux permet la communication entre divers types matériel et logiciel;
• les changements à un niveau n'affectent pas le fonctionnement des autres niveaux, ce qui vous permet de développer rapidement de nouveaux produits logiciels et matériels ;
• la communication dans un réseau est divisée en composants plus petit ce qui les rend plus faciles à étudier.

Couches du modèle de réseau OSI et leurs fonctions

Pour transférer des paquets de données sur le réseau de l'expéditeur au destinataire, chaque couche du modèle OSI doit exécuter son propre ensemble de fonctions. Ces fonctions sont décrites ci-dessous.

Couche 7 : couche d'application

Couche d'application est le plus proche de l'utilisateur et fournit des services à ses applications. Elle diffère des autres couches dans la mesure où elle ne fournit pas de services aux autres couches ; au lieu de cela, il fournit uniquement des services aux applications qui sortent du cadre du modèle de référence OSI. Des exemples de telles applications sont les feuilles de calcul (par exemple, Programme Excel) ou des traitements de texte (tels que Word). La couche application détermine la disponibilité des partenaires de session de communication les uns pour les autres, synchronise également la communication et établit un accord sur les procédures de récupération des données en cas d'erreurs et les procédures de contrôle de l'intégrité des données. Des exemples d'applications de couche 7 sont les protocoles telnet Et http.

Couche 6 : couche de présentation

Tâche couche de présentation est que les informations de la couche application envoyées par un système (expéditeur) peuvent être lues par la couche application d'un autre système (récepteur). Si nécessaire, la couche de présentation convertit les données dans l'un des nombreux formats existants pris en charge par les deux systèmes. Une autre tâche importante de cette couche est le cryptage et le déchiffrement des données. Les normes graphiques typiques de niveau 6 sont PICT, TIFF et JPEG. Des exemples de normes du sixième niveau du modèle de référence, qui décrivent le format de présentation de l'audio et de la vidéo, sont les normes MIDI et MPEG.

Couche 5 : couche de session

Comme le nom même de ce niveau l'indique, couche de sessionétablit une session de communication entre deux postes de travail, la gère et la rompt. La couche session fournit ses services à la couche présentation. Il synchronise également le dialogue entre les couches de présentation des deux systèmes et gère les échanges de données. En plus de son principal fonction permanente- gestion, la couche session assure transmission efficace données, la classe de service requise et l'envoi de messages d'urgence concernant des problèmes au niveau de la couche session, de la couche présentation ou de la couche application. Des exemples de protocoles de couche 5 sont le réseau système de fichiers(Network File System - NFS), système X-Window et protocole de session AppleTalk (ASP).

Couche 4 : couche de transport

Couche de transport segmente les données de la station émettrice et les réassemble en un seul tout côté réception. La frontière entre la couche transport et la couche session peut être considérée comme la frontière entre les protocoles d’application et les protocoles de communication. Alors que les couches application, présentation et session traitent des aspects de communication liés au fonctionnement des applications, les quatre couches inférieures s'occupent du transport des données sur le réseau. La couche transport tente de fournir le service de transfert de données de telle manière que les détails du processus de transfert de données soient cachés aux couches supérieures. En particulier, la tâche de la couche transport est d'assurer la fiabilité de la transmission des données entre deux postes de travail.
Lorsqu'elle fournit un service de communication, la couche transport établit, maintient et termine les circuits virtuels selon les besoins. La détection et le contrôle des erreurs de transmission sont utilisés pour garantir la fiabilité du service de transport. flux d'informations. Des exemples de protocoles de couche 4 sont TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) et SPX (Sequenced Packet Exchange).

Couche 3 : couche réseau

Couche réseau est une couche complexe qui permet la sélection d'itinéraire et l'interconnexion de deux postes de travail pouvant être situés dans des réseaux géographiquement distants. De plus, la couche réseau traite des problèmes d’adressage logique. Des exemples de protocoles de couche 3 sont le protocole Internet (IP), le protocole Internetwork Packet Exchange (IPX) et le protocole AppleTalk.

Couche 2 : couche de liaison

Couche de liaison (couche de liaison de données) fournit une transmission de données fiable sur un canal physique. Dans ce cas, la couche liaison résout les problèmes d'adressage physique (par opposition à logique), d'analyse de la topologie du réseau, d'accès au réseau, de notification d'erreurs, de livraison ordonnée des trames et de contrôle de flux.

Couche 1 : couche physique

Couche physique (couche physique) définit les spécifications électriques, procédurales et fonctionnelles pour activer, maintenir et désactiver les liens physiques entre les systèmes finaux. Les spécifications de la couche physique définissent les niveaux de tension, le timing des changements de tension, le débit de données physique, la distance de transmission maximale, les connexions physiques et d'autres paramètres similaires.

P.S. Le modèle de réseau OSI n'est pas en vain considéré comme le modèle de référence, car. vous permet de standardiser diverses technologies de réseau, assure l'interaction des périphériques réseau et des applications de différents niveaux. Une compréhension claire de la division en niveaux donne une image complète de l'organisation du travail réseaux informatiques. Si quelque chose n'est pas clair maintenant, alors vous devez combler cette lacune maintenant, car. apprendre des choses plus complexes sera très difficile.
En pratique, on en utilise un plus simple, qui comporte 4 niveaux.