OSI (Open Systems Interconnection) — эталонная семиуровневая модель, которая описывает, как сетевые функции разделяются между приложением, операционной системой, сетевым оборудованием и средой передачи.
Модель OSI не является конкретным стеком протоколов. Она используется как общий язык для проектирования сетей, изучения протоколов и локализации неисправностей.
Уровни модели
| Уровень | Название | Основная задача | Примеры |
|---|---|---|---|
| 7 | Прикладной | Сетевые функции приложения | HTTP, DNS, DHCP |
| 6 | Представления | Формат данных, кодирование, шифрование | TLS, JSON, UTF-8 |
| 5 | Сеансовый | Управление логическим сеансом | RPC, механизмы сессий |
| 4 | Транспортный | Доставка между процессами, порты | TCP, UDP |
| 3 | Сетевой | Адресация и маршрутизация между сетями | IP, ICMP |
| 2 | Канальный | Передача кадров в одном сегменте | Ethernet, VLAN, ARP |
| 1 | Физический | Передача битов по среде | Кабель, радио, оптика |
На практике границы верхних уровней часто объединяются. Например, стек TCP/IP рассматривает прикладной, представительский и сеансовый уровни как один прикладной уровень.
Инкапсуляция
При отправке данных каждый уровень добавляет служебную информацию:
данные приложения
→ транспортный сегмент или датаграмма
→ IP-пакет
→ Ethernet-кадр
→ последовательность битовНа принимающей стороне заголовки обрабатываются в обратном порядке. Этот процесс называется декапсуляцией.
Как использовать модель при диагностике
Проверку удобно выполнять снизу вверх:
- Физический уровень: есть ли линк, питание и сигнал.
- Канальный уровень: корректны ли VLAN и MAC-адреса, работает ли ARP.
- Сетевой уровень: назначен ли IP-адрес, существует ли маршрут, проходит ли ICMP.
- Транспортный уровень: доступен ли нужный TCP- или UDP-порт.
- Прикладной уровень: корректно ли работает DNS, HTTP или другой сервис.
Если физическое соединение отсутствует, проверка HTTP не поможет. Разделение по уровням уменьшает область поиска причины.
Ограничения модели
- Реальные протоколы не всегда строго относятся к одному уровню.
- TLS может рассматриваться как часть прикладного или представительского уровня.
- ARP находится между канальным и сетевым уровнями.
- Модель описывает функции, но не задаёт конкретную реализацию сети.