Т1_З5_Л5_ Модель OSI_26

1. МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное

образовательное
учреждение высшего образования
«Санкт – Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
Преподаватель Рожков А.И.
Санкт-Петербург 2026

2.

ТЕМА 1. Общие сведения о
компьютерной сети
Модель OSI
I
II
Модель OSI. Уровни модели
Взаимодействие уровней. Интерфейс
III
Функции уровней модели OSI

3. Модель OSI. Уровни модели

I
Модель OSI. Уровни модели
Open Systems Interconnection model — эталонная
модель взаимодействия открытых систем.
Разработана: ISO и ITU (1977–1984), стандарт ISO 7498.
Назначение:
Стандартизация сетевых технологий;
Чёткое разделение функций по уровням;
Совместимость оборудования разных производителей;
Основа для обучения и проектирования сетей.

4.

Уровни модели OSI
Основной принцип: 7 уровней, каждый решает свою
задачу и взаимодействует только с соседними уровнями.
При этом вышестоящие уровни выполняют более
сложные, глобальные задачи, для чего используют в
своих целях нижестоящие уровни, а также управляют
ими.
Разделение уровней:
• Нижние уровни (1–2): аппаратные, ближе к передаче
сигналов;
• Верхние уровни (5–7): программные, ближе к
приложениям;
• Транспортный (4): связующее звено.

5. Взаимодействие уровней. Интерфейс

II
Взаимодействие уровней. Интерфейс
В процессе коммуникации узлы
обмениваются
сообщениями
(message).
В
передающем
абоненте
информация проходит все уровни,
начиная с верхнего и заканчивая
нижним.
В
принимающем
абоненте полученная информация
совершает обратный путь: от
нижнего уровня к верхнему.

6.

Взаимодействие уровней: пример
«Президенты»
Представим себе общение президентов двух стран и три
уровня – уровень президента, секретаря и уровень почты:
• Интерфейс: взаимодействие
между уровнями в одном
узле (например, президент
↔ секретарь)
• Протокол: взаимодействие
между
одинаковыми
уровнями
разных
узлов
(президент A ↔ президент B)
• Канал связи – почтовая
пересылка,
адрес
на
конверте
с
почтой
–
заголовок.

7.

Движение данных по уровням
Инкапсуляция:
Деинкапсуляция:
каждый уровень добавляет свой
заголовок (и иногда концевик)
на стороне получателя заголовки
снимаются по одному

8.

Движение данных по уровням
Интерфейс (interface) – это правила,
определяющие
формат
сообщений,
которыми
обмениваются
сетевые
компоненты, находящиеся на соседних
уровнях в одном узле.
Протокол (protocol) – это правила,
определяющие
формат
сообщений,
которыми
обмениваются
сетевые
компоненты, лежащие на одном уровне,
но в разных узлах.
Стек протоколов – это иерархически
организованный набор протоколов,
достаточный
для
организации
взаимодействия узлов в сети.

9. Функции уровней модели OSI

III
Функции уровней модели OSI
Функции уровней модели OSI тесно
связаны с устройствами сети. ПК
взаимодействует с другим ПК с
помощью протоколов всех семи
уровней и
опосредовано через
различные сетевые устройства.
В зависимости от типа, сетевое
устройство может работать:
• на физическом уровне (повторитель),
• на физическом и канальном (мост),
• на физическом, канальном и сетевом,
иногда захватывая и транспортный
уровень (маршрутизатор).

10.

Уровень 1 – Физический (Physical Layer)
Функции:
•Преобразование битов в электрические/оптические сигналы;
•Передача сигналов по среде (кабель, Wi-Fi);
•Определение характеристик среды: кабели, разъёмы, уровни
напряжения.
Физические компоненты уровня:
•Кабели (витая пара, оптоволокно);
•Разъёмы (RJ-45, SFP);
•Повторители, концентраторы (Hub).
Пример:
• передача потока битов 10101010 в виде импульсов
напряжения.

11.

Уровень 2 – Канальный (Data Link Layer)
Функции:
•Создание и передача кадров (frames);
•Физическая адресация (MAC-адреса);
•Обнаружение и коррекция ошибок (CRC);
•Управление доступом к среде (CSMA/CD, токен).
Подуровни:
•LLC (Logical Link Control): управление потоком, связь с сетевым
уровнем;
•MAC (Media Access Control): доступ к среде, MAC-адресация.
Устройства:
• коммутаторы (Switch), мосты, сетевые карты.

12.

Уровень 3 – Сетевой (Network Layer)
Функции:
•Логическая адресация (IP-адреса);
•Маршрутизация между сетями;
•Фрагментация пакетов.
Ключевые протоколы:
•IP, ICMP, ARP, OSPF, BGP.
Устройства:
• маршрутизаторы (Router).
Пример:
•выбор пути из Петербурга в Москву через разные сетевые
сегменты.

13.

Уровень 4 – Транспортный (Transport Layer)
Функции:
•Разбивка данных на сегменты/дейтаграммы
•Гарантированная или негарантированная доставка
•Управление потоком и коррекция ошибок
Ключевые протоколы:
•TCP – гарантированная;
•UDP – негарантированная.
Сегмент (TCP) / Дейтаграмма (UDP)
• - единица передачи на этом уровне.

14.

Уровень 5 – Сеансовый (Session Layer)
Функции:
•Установление, поддержка и завершение сеансов связи;
•Управление диалогом (симплекс, полудуплекс, дуплекс);
•Контрольные точки для восстановления передачи.
Примеры протоколов:
•RPC, NetBIOS, PPTP.
Аналогия:
•телефонный звонок: установление соединения → разговор →
завершение.

15.

Уровень 6 – Представительский (Presentation
Layer)
Функции:
•Преобразование данных (кодировки, шифрование, сжатие);
•«Переводчик» между приложениями;
•Обеспечение совместимости форматов.
Примеры:
•Шифрование SSL/TLS;
•Сжатие JPEG, MPEG;
•Конвертация кодировок (UTF-8 ↔ Windows-1251).

16.

Уровень 7 – Прикладной (Application Layer)
Функции:
•Интерфейс для сетевых приложений;
•Предоставление сетевых услуг пользователю;
•Управление нижележащими уровнями.
Примеры протоколов:
•HTTP/HTTPS – веб;
•SMTP/POP3 – почта;
•FTP – файлы;
•DNS – имена;
•DHCP – адресация.
Важно:
•это не сами приложения (браузер, почтовый клиент), а
протоколы, которые они используют.

17.

Типы протоколов в модели OSI
CONS (Connection-oriented):
CLNS (Connectionless):
• Сначала установление
соединения;
• Гарантии доставки;
• Пример: TCP, телефонный звонок.
• Отправка без предварительного
соединения;
• Быстрее, но без гарантий;
• Пример: UDP, IP.

18.

Сводная таблица уровней OSI
Уровень
Название
Единица
данных
7
Прикладной
Данные
HTTP, FTP, SMTP
6
Представления
Данные
SSL, JPEG, MPEG
5
Сеансовый
Данные
RPC, NetBIOS
4
Транспортный
Сегмент/Дейт
аграмма
TCP, UDP
3
Сетевой
Пакет
IP, ICMP, Router
2
Канальный
Кадр
Ethernet, Switch, MAC
1
Физический
Биты
Кабели, Hub, сигналы
Протоколы/устройства

19.

Реализация функций на уровнях
Реализация функций на уровнях:
• Большинство функций нижних уровней 1
и 2 модели обычно реализуются
аппаратно;
• Часть функций уровня 2 - программным
драйвером сетевого адаптера;
• Более высокие уровни не работают
напрямую с конкретной аппаратурой,
хотя уровни 3, 4 и 5 еще могут учитывать
ее особенности.
• Уровни 6 и 7 вообще не имеют к
аппаратуре никакого отношения.

20.

Контрольные вопросы
1. Что такое модель OSI и сколько в ней уровней?
2. Как взаимодействуют уровни между собой? Что такое инкапсуляция?
3. Чем отличается интерфейс от протокола?
4. Какие функции выполняет канальный уровень?
5. Что делает сетевой уровень и какие устройства на нём работают?
6. Зачем нужен сеансовый уровень?
7. Какие задачи решает представительский уровень?
8. Приведите примеры протоколов прикладного уровня.
9. Назовите два основных типа протоколов по
способу установления соединения.