Прикладной уровень (Application layer)

Верхний (7-й) уровень модели - обеспечивает взаимодействие сети и пользователя.
Уровень разрешает приложениям пользователя доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных,доступ к файлам, пересылке электронной почты.
Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления. Пример: HTTP, POP3, SMTP

 

Уровень представления (Presentation layer)

Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачипо сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

 

Сеансовый уровень (Session layer)

5-й уровень модели - отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (Transport layer)

4-й уровень модели, предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом неважно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP. Протоколы транспортного уровня часто имеют функцию контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных.\\

Сетевой уровень (Network layer)

3-й уровень сетевой модели OSI, предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор. Протоколы сетевого уровня маршрутизируются данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.

Канальный уровень (Data Link layer)

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC(Media Access Control)регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control)обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы, мосты.

Физический уровень (Physical layer)

Самый нижний уровень модели, предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и соответственно их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают концентраторы хабы, повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т.п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232C, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и ВМС.

Взаимодействие уровней

Уровни взаимодействуют сверху вниз и снизу вверх посредством интерфейсов и могут еще взаимодействовать с таким же уровнем другой системы с помощью протоколов.

Point-to-Point Protocol

PPP (англ. Point-to-Point Protocol) — протокол точка-точка.

Протокол канального уровня (Data Link) сетевой модели OSI.

PPP — это механизм для создания и запуска IP (Internet Protocol) и других сетевых протоколов на последовательных линиях связи — будь это прямая последовательная связь (по нуль-модемному кабелю), связь поверх Ethernet, модемная связь по телефонным линиям, мобильная связь по технологиям CSD, GPRS или EDGE.

Используя PPP, можно подключить компьютер к PPP-серверу и получить доступ к ресурсам сети, к которой подключён сервер так, как будто вы подключены непосредственно к этой сети.

Протокол РРР является основой для всех протоколов 2 уровня. Обычно этот протокол используется для установки прямых соединений между двумя узлами. Широко применяется для соединения компьютеров с помощью телефонной линии. Также используется поверх широкополосных соединений. Многие интернет-провайдеры используют PPP для предоставления коммутируемого доступа в Интернет. Кроме того, PPP используется в мобильной связи (в частности, в сетях GSM) для соединения терминалов с Интернетом.

PPPoE

PPPoE (англ. Point-to-point protocol over Ethernet) — сетевой протокол передачи кадров PPP через Ethernet. В основном используется XDSL сервисами. Предоставляет дополнительные возможности (аутентификация, сжатие, шифрование).

PPPoE — это туннелирующий протокол (tunneling protocol), который позволяет настраивать IP, или другие протоколы, которые наслаиваются на PPP, через соединения Ethernet, но с программными возможностями PPP соединений, и поэтому используется для виртуальных «звонков» на соседнюю Ethernet-машину и устанавливает соединение точка-точка, которое используется для транспортировки IP-пакетов, работающее с возможностями PPP.

Это позволяет применять традиционное PPP-ориентированное ПО для настройки соединения, которое использует не последовательный канал, а пакетно-ориентированную сеть (как Ethernet), чтобы организовать классическое соединение с логином, паролем для Интернет-соединений. Также, IP-адрес по другую сторону соединения назначается только когда PPPoE соединение открыто, позволяя динамическое переиспользование IP адресов.

Стоит отметить, что некоторые поставщики оборудования (Cisco и Juniper), например: ссылаются на PPPoEoE (PPPoE over Ethernet), что означает PPPoE, работающий напрямую через Ethernet или другие сети или связанные в Ethernet

Работа PPPoE осуществляется следующим образом. Существует Ethernet-среда, то есть несколько соединённых сетевых карт, которые адресуются MAC-адресами. Заголовки Ethernet-пакетов содержат адрес отправителя пакета, адрес получателя пакета и тип пакета. Одну из карт слушает PPPoE сервер. Клиент посылает широковещательный Ethernet пакет, на который должен ответить PPPoE сервер (адрес отправителя пакета — свой MAC-адрес, адрес получателя пакета — FF:FF:FF:FF:FF:FF и тип пакета — PPPoE Discovery). PPPoE сервер посылает клиенту ответ (адрес отправителя пакета — свой MAC-адрес, адрес получателя пакета — МАС-адрес клиента и тип пакета — PPPoE Discovery). Если в сети несколько PPPoE серверов, то все они посылают ответ. Клиент выбирает подходящий сервер и посылает ему запрос на соединение. Сервер посылает клиенту подтверждение c уникальным идентификатором сессии, все последующие пакеты в сессии будут иметь этот идентификатор. Таким образом, между сервером и клиентом создается виртуальный канал, который идентифицируется идентификатором сессии и MAC-адресaми клиента и сервера. Затем в этом канале поднимается PPP соединение, а уже в PPP пакеты упаковывается IP-трафик.

Стек протоколов TCP/IP