Приветствую, коллеги! Меня зовут ProstoKirReal, и сегодня мы продолжим изучение модели OSI, сосредоточив для начала внимание на сеансовом уровне (L5). Этот уровень играет важную роль в управлении сеансами связи между приложениями.

Предыдущие части:



❯ Что такое сеансовый (L5) уровень?


Сеансовый уровень (Session Layer) — это пятый уровень модели OSI. Он отвечает за установку, поддержание и завершение сеансов связи между приложениями. Сеанс (session) представляет собой временное соединение между двумя устройствами, которое позволяет им обмениваться данными в рамках конкретной задачи или операции.


❯ Зачем нужны сеансы?


Сеансы необходимы для эффективной организации и управления обменом данными между приложениями. Основные причины использования сеансов включают:

  • Управление соединениями: сеансовый уровень обеспечивает установление, поддержание и корректное завершение соединений между приложениями. Это включает в себя не только физическое установление соединения, но и управление параметрами сеанса, такими как безопасность и время жизни соединения.
  • Синхронизация данных: сеансовый уровень гарантирует правильный порядок передачи данных и их согласованность между отправителем и получателем. Это особенно важно при передаче потоковых данных, таких как аудио и видео, где даже небольшие задержки или потери данных могут значительно повлиять на качество воспроизведения.
  • Управление ресурсами: сеансовый уровень отвечает за эффективное использование сетевых ресурсов, таких как пропускная способность и время задержки. Он контролирует и оптимизирует процесс передачи данных, минимизируя потери и избыточные нагрузки на сеть.

❯ Основные функции сеансового уровня


  1. Установление сеанса: в этой фазе происходит инициализация соединения между двумя приложениями или устройствами. На этом этапе определяются параметры сеанса, такие как тип соединения, требования к безопасности и другие параметры.
  2. Поддержание сеанса: в процессе активного обмена данными сеанс нужно поддерживать. Это включает в себя управление временем жизни сеанса, подтверждение активности и обновление параметров соединения при необходимости.
  3. Завершение сеанса: по завершении передачи данных или по запросу одной из сторон сеанс должен быть корректно завершен. На этом этапе происходит освобождение ресурсов, связанных с соединением, и завершение синхронизации данных.
  4. Синхронизация: сеансовый уровень также отвечает за синхронизацию данных между отправителем и получателем, что обеспечивает правильный порядок передачи и предотвращает потери или искажения данных в процессе их обмена.

❯ Примеры типов соединений


Сеансовый уровень предназначен для установления, поддержания и завершения соединения между приложениями участников соединения. Есть 3 основных типа соединений:

Симплексное соединение:


  • Описание: предусматривает одностороннюю передачу данных, без отправки ответных сообщений.
  • Пример: отправка информации от различных датчиков (температуры, давления, дыма и т.п.).

Полудуплексное соединение:


  • Описание: предусматривает двусторонний обмен данными, но данные в текущий момент времени могут передаваться только в одну сторону. Поэтому доступ к каналу связи должен быть разграничен по какому-либо принципу.
  • Пример: голосовая радиосвязь, когда один из участников только говорит, а другой только слушает. После окончания реплики первого участника, очередь предоставляется второму и т.д.

Полный дуплекс:


  • Описание: предусматривает установление двух независимых каналов связи между участниками обмена. Это позволяет вести прием и передачу информации одновременно.
  • Пример: телефонная связь, которая позволяет говорить и слушать одновременно.

❯ Примеры технологий и стандартов


  • TCP (Transmission Control Protocol): это основной протокол транспортного уровня, который обеспечивает надежную и упорядоченную передачу данных в сети. TCP используется для установки и поддержания сеансов между устройствами, обеспечивая высокую степень надежности и контроля за передачей данных.
  • SIP (Session Initiation Protocol): протокол для управления сеансами в IP-сетях, используемый в VoIP и других мультимедийных приложениях. SIP позволяет устанавливать, управлять и завершать сеансы связи между клиентами или устройствами.
  • RTP (Real-time Transport Protocol): протокол для передачи аудио и видео в реальном времени. RTP работает поверх UDP и используется вместе с SIP для передачи мультимедийных данных в сетях.
  • RPC (Remote Procedure Call) и Named Pipes: RPC представляет собой механизм для вызова удаленных процедур или функций на других узлах сети, что позволяет приложениям взаимодействовать между собой через сеть. Named Pipes, в свою очередь, обеспечивают межпроцессное взаимодействие в операционных системах Windows посредством именованных каналов.

❯ Применение сеансового уровня на практике


Session Initiation Protocol (SIP)


SIP является текстовым протоколом, разработанным для управления сеансами связи в IP-сетях. Он позволяет устройствам устанавливать и поддерживать мультимедийные сеансы, включая голос и видео. Основные функции SIP включают:

  • Установление сеанса: SIP позволяет устройствам и клиентам устанавливать соединение, определять тип сеанса (аудио, видео и т.д.) и устанавливать параметры сеанса, такие как качество обслуживания (Quality of Service, QoS).
  • Управление сеансом: в процессе сеанса SIP поддерживает обмен мультимедийными данными и управляет параметрами сеанса. Это включает передачу данных и контроль за их качеством в режиме реального времени.
  • Завершение сеанса: после завершения сеанса SIP освобождает ресурсы и закрывает соединение между устройствами.

SIP активно применяется в VoIP-системах, позволяя пользователям и компаниям осуществлять голосовые звонки через интернет, а также в других приложениях, таких как видеоконференции и мультимедийные потоки.
 

❯ Что такое представительный (L6) уровень?


Представительский уровень (Presentation Layer) — это шестой уровень модели OSI. Он отвечает за преобразование данных, их шифрование, дешифрование, сжатие и кодирование для обеспечения совместимости и безопасности передачи данных между различными системами.


❯ Основные функции представительского уровня


Преобразование данных:


  • Описание: представительный уровень отвечает за конвертацию данных в формат, который может быть понят и обработан другими уровнями и устройствами.
  • Пример: преобразование текстового документа из формата Unicode в ASCII перед его передачей по сети.

Шифрование и дешифрование:


  • Описание: этот уровень обеспечивает безопасность данных путем их шифрования перед отправкой и дешифрования после получения.
  • Пример: использование SSL/TLS для защиты конфиденциальных данных, таких как логины и пароли, передаваемых через интернет.

Сжатие данных:


  • Описание: Представительный уровень уменьшает объем данных для более эффективной передачи по сети.
  • Пример: Сжатие изображений в формат JPEG для экономии пропускной способности и ускорения загрузки веб-страниц.

Кодирование и декодирование:


  • Описание: преобразование данных в формат, который может быть распознан и интерпретирован программами и устройствами.
  • Пример: кодирование звукового файла в формат MP3 для эффективной передачи и воспроизведения музыки.

Примеры технологий и стандартов:


  • HTML (HyperText Markup Language): язык разметки для создания веб-страниц, который обеспечивает структуру и форматирование документов.
  • DOC: формат текстовых документов, используемый в Microsoft Word и других текстовых редакторах.
  • JPEG (Joint Photographic Experts Group): формат сжатия изображений с потерями, часто используемый для фотографий и изображений в сети интернет.
  • MP3 (MPEG Audio Layer III): формат сжатия аудиофайлов с потерями, позволяющий эффективно передавать музыку и звуковые данные.
  • AVI (Audio Video Interleave): формат для хранения видео и аудиоданных, разработанный компанией Microsoft.
  • Sockets: интерфейс для обмена данными между приложениями через сеть, обеспечивающий поддержку различных протоколов передачи данных.

❯ Применение представительского уровня на практике


Представительский уровень играет важную роль в обеспечении совместимости и безопасности при передаче данных. Например, при загрузке изображения на веб-сайт, оно может быть сжато в формат JPEG для экономии пропускной способности и ускорения загрузки страницы. Также SSL/TLS используется для защиты личных данных пользователей при передаче через интернет.
 

❯ Влияние представительского уровня на безопасность и совместимость


Представительский уровень отвечает за преобразование данных таким образом, чтобы они могли быть правильно интерпретированы другими уровнями и устройствами. Этот уровень включает в себя процессы шифрования, сжатия, кодирования и декодирования данных, обеспечивая конфиденциальность и эффективность передачи данных.

❯ Шифрование и дешифрование данных


Одной из ключевых функций представительского уровня является обеспечение безопасности данных путем их шифрования перед передачей и дешифрования после получения. Протоколы шифрования, такие как SSL/TLS, играют решающую роль в обеспечении конфиденциальности данных в интернет-сетях.

SSL (Secure Sockets Layer) и его преемник TLS (Transport Layer Security) — это протоколы, обеспечивающие защиту данных при передаче по сети. Основные функции SSL/TLS включают:

  • Шифрование данных: SSL/TLS использует криптографические алгоритмы для шифрования данных перед их отправкой, что предотвращает их прослушивание и изменение злоумышленниками.
  • Аутентификация сервера и клиента: SSL/TLS подтверждает подлинность сервера и, в случае необходимости, клиента, что предотвращает атаки типа «человек посередине» и другие формы мошенничества.
  • Обеспечение целостности данных: протоколы гарантируют, что данные не были изменены в процессе передачи, используя хэширование и цифровые подписи.
  • SSL/TLS широко применяется для защиты онлайн-транзакций, обмена личной информацией и других чувствительных данных в интернете.

❯ Что такое прикладной (L7) уровень?


Прикладной уровень (Application Layer) — это седьмой и самый высокий уровень модели OSI, который предоставляет интерфейс между сетевыми услугами и приложениями, поддерживая различные процессы и сетевые приложения.


❯ Основные функции прикладного уровня


Обеспечение сетевых услуг:


  • Описание: прикладной уровень предоставляет различные сетевые функции и услуги приложениям, включая доступ к веб-ресурсам, передачу файлов и электронную почту.
  • Пример: использование HTTP для запроса и получения веб-страниц, FTP для передачи файлов и SMTP для отправки электронных сообщений.

Управление сеансами:


  • Описание: этот уровень устанавливает и поддерживает сеансы связи между приложениями, включая сеансовый уровень OSI.
  • Пример: установка сеанса для видеозвонка с использованием SIP или управление сеансами для передачи данных в реальном времени.

Передача файлов:


  • Описание: поддержка протоколов для передачи файлов между устройствами, обеспечивая эффективную и надежную передачу данных.
  • Пример: использование FTP для загрузки файлов на сервер или скачивания файлов с интернета.

Электронная почта и веб-сервисы:


  • Описание: поддержка стандартных протоколов для отправки и получения электронных сообщений, доступа к веб-сервисам и другим сетевым приложениям.
  • Пример: отправка электронной почты через почтовый клиент с использованием SMTP или доступ к веб-сайтам через HTTP.

❯ Примеры технологий и стандартов


  • DNS (Domain Name System): система доменных имен, предназначенная для преобразования удобных для восприятия доменных имен в IP-адреса, используемые компьютерами для идентификации друг друга в сети.
  • WWW (World Wide Web): Глобальная система объединённых компьютерных сетей, использующая протокол HTTP для обмена гипертекстовыми документами.
  • HTTP (HyperText Transfer Protocol): Протокол для передачи гипертекстовых данных, используемый в интернете для доступа к веб-страницам и другим ресурсам.
  • P2P (Peer-to-Peer): Сеть, в которой каждый узел может выступать в роли как клиента, так и сервера, обеспечивая прямой обмен данными между узлами.
  • EMAIL (electronic mail): Система обмена электронными сообщениями, позволяющая пользователям отправлять и получать письма через интернет.
  • POP (Post Office Protocol): Протокол для получения электронной почты с сервера, позволяющий пользователям загружать сообщения на свои устройства.
  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Протокол для отправки электронной почты, используемый почтовыми серверами для пересылки сообщений.
  • TELNET (Teletype Network): Протокол для удалённого доступа к устройствам через сеть, обеспечивающий удалённое управление и доступ к ресурсам.
  • SSH (Secure Shell): Протокол для безопасного удалённого доступа к устройствам и управления ими через зашифрованное соединение.
  • FTP (File Transfer Protocol): Протокол для передачи файлов, позволяющий пользователям загружать и скачивать файлы через сеть.
  • TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Упрощённый протокол передачи файлов, используемый для небольших и простых передач данных, таких как загрузка конфигураций.

❯ Применение прикладного уровня на практике


Прикладной уровень модели OSI используется для предоставления сетевых услуг конечным пользователям и приложениям. Например, при открытии веб-страницы ваш браузер использует протокол HTTP для запроса и получения данных с веб-сервера. Аналогично, при отправке электронной почты используется SMTP для пересылки сообщений между почтовыми серверами.

❯ Заключение


Модель OSI охватывает семь уровней, каждый из которых играет ключевую роль в обеспечении сетевой связности и функциональности приложений.

На прикладном уровне происходит взаимодействие конечных пользователей и сетевых приложений. Это включает использование и настройку различных сетевых протоколов и приложений.

Представительный уровень отвечает за преобразование, шифрование и сжатие данных, обеспечивая их совместимость и безопасность при передаче.

Сеансовый уровень управляет сеансами связи между приложениями, обеспечивая синхронизацию и управление сеансами для эффективной передачи данных.

Все эти уровни модели OSI работают вместе, чтобы обеспечить надежность, безопасность и эффективность работы сетей и приложений.

Это завершает наше путешествие по модели OSI. Спасибо за внимание, и до новых встреч в мире сетевых технологий!

Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩




📚 Читайте также: