Что такое модель OSI и как она устроена

• Что такое модель OSI
• Уровни модели OSI
• Основные принципы модели OSI
• Как работает модель OSI
• Преимущества и недостатки модели
• Как использовать модель OSI на практике

OSI — это модель взаимодействия открытых систем, которая описывает процесс передачи данных по сети. Её разработала Международная организация по стандартизации, чтобы разные производители могли создавать совместимое друг с другом оборудование и программное обеспечение. Модель представляет собой систему из семи уровней, каждый из которых выполняет свою задачу.

Простыми словами, модель OSI — это карта пути данных от пользователя до пользователя. Она делит сложный процесс передачи информации на семь простых шагов. Каждый шаг отвечает за свою часть работы, а вместе они обеспечивают надёжную доставку данных.

Работать в сфере информационной безопасности обучают на курсе «Специалист по информационной безопасности». За 11 месяцев вы научитесь с нуля защищать компанию от киберугроз. После прохождения курса получите диплом о профессиональной переподготовке.

Модель OSI делится на семь уровней. Каждый уровень отвечает за определённый этап передачи данных.

• Физический уровень. Самый нижний уровень. Отвечает за передачу сигналов в физической среде: по кабелям, оптоволокну, радиоволнам.
• Канальный уровень. Отвечает за передачу данных в пределах одной локальной сети, проверяет целостность данных, обнаруживает и исправляет ошибки.
• Сетевой уровень. Занимается маршрутизацией: определяет, по какому пути отправлять данные. Использует IP-адреса для поиска устройств в сети, отвечает за адресацию и доставку пакетов.
• Транспортный уровень. Обеспечивает передачу данных между приложениями. Разбивает большие объёмы информации на части и собирает их на стороне получателя.
• Сеансовый уровень. Управляет сессией связи: устанавливает, поддерживает и завершает соединение между устройствами, следит за синхронизацией передачи.
• Представительский уровень. Преобразует данные в формат, понятный приложениям. Отвечает за сжатие, шифрование и кодирование информации. Например, превращает картинку в JPEG или текст в ASCII.
• Прикладной уровень. Самый верхний уровень. Взаимодействует с пользовательскими программами: браузерами, почтовыми клиентами, мессенджерами.

Каждый уровень «общается» только с соседними. Приложение не заботится о том, какой кабель используется, а физический уровень «не знает», что за данные передаёт.

Модель OSI построена на нескольких принципах. Они определяют, как работают все семь уровней.

• Уровневая архитектура. Процесс передачи данных разбит на семь уровней. Каждый уровень решает свою задачу и взаимодействует только с соседними уровнями.
• Инкапсуляция. На каждом уровне данные «заворачиваются» в заголовок, который содержит информацию для этого уровня. На стороне получателя заголовки снимаются в обратном порядке.
• Независимость уровней. Изменения на одном уровне не влияют на работу других уровней. Например, можно заменить кабельное соединение на оптоволокно, и верхние уровни «не заметят» разницы.
• Стандартизация. Все уровни и их функции чётко определены в стандарте. Это позволяет разным производителям создавать взаимно совместимое оборудование.

Эти принципы сделали модель OSI универсальным инструментом для описания сетевых процессов. Они же обеспечили её живучесть. Несмотря на то что модель была создана больше 40 лет назад, её до сих пор изучают в IT-вузах и используют в работе.

Процесс передачи данных по модели OSI проходит в два этапа: от прикладного уровня вниз (отправка) и от физического уровня вверх (приём). На каждой ступени данные обрастают служебной информацией, которая нужна для доставки.

У модели OSI есть сильные и слабые места. Например, она универсальна, но многоуровневость системы делает её сложной. Расскажем обо всех плюсах и минусах в таблице.

Работать в сфере информационной безопасности обучают на курсе «Специалист по информационной безопасности». За 11 месяцев вы научитесь с нуля защищать компанию от киберугроз. После прохождения курса получите диплом о профессиональной переподготовке.

Модель OSI используют в повседневной работе системные администраторы и разработчики. Ниже перечислены основные способы её применения.

• Диагностика проблем. Ошибки легче искать, если знать, на каком уровне искать. Нет связи — проверить физический уровень. Не открывается сайт — смотреть прикладной.
• Планирование сетей. Проектирование инфраструктуры начинают с понимания того, какие функции нужны на каждом уровне.
• Обучение специалистов. Модель OSI — обязательная тема в IT-образовании. Она даёт системное понимание сетевых процессов.
• Разработка приложений. Разработчики используют знание уровней для оптимизации работы сетевых приложений.

Знание семи уровней помогает быстрее находить проблемы и принимать правильные решения при проектировании систем. Профессиональный системный администратор начинает диагностику с физического уровня. Затем поднимается вверх — и модель OSI даёт ему карту этого пути.