![](https://habrastorage.org/webt/hs/gq/uh/hsgquhf2mxajgs82gyevngn3va8.png)
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:
- Сложно о простом. Физический уровень (L1) модели OSI
- Сложно о простом. Канальный уровень (L2) модели OSI
- Сложно о простом. Сетевой уровень (L3) модели OSI
- Сложно о простом. Транспортный уровень (L4) модели OSI
❯ 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.
![image](https://habrastorage.org/webt/qn/t4/ex/qnt4exd7ha8yzrzcx7-ngmuafj4.jpeg)
❯ 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
![image](https://habrastorage.org/webt/c3/2p/fp/c32pfpieiin9pprnhgjh91rlire.jpeg)
❯ 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.
![image](https://habrastorage.org/webt/6o/wd/bf/6owdbfqzingj9bnlhvyls7nhauq.jpeg)
❯ 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 ↩
![](https://habrastorage.org/webt/u9/vg/io/u9vgio3hxj12h5u7j3un0wx_zpk.png)
Akina
В предыдущей статье вы включили TCP в список протоколов L4. Это нормально, и все источники считают так же.
А здесь TCP неожиданно указан как пример протокола уровня L5. И совершенно законно возникает вопрос - это, чёрт возьми, как?
Antgor
Это ошибка. Всё, что есть в TCP, всякие congestion control, MSS это всё L4, ничего из L5 там нет. Вообще основное количество протоколов L5 это всякие туннели, предоставляющие L2 уровень через L5. L2TP, PPTP.
В статье про L4 тоже ошибка. Там указан TLS. Скорее всего из-за названия - Transport Layer Security. Сам протокол работает поверх TCP (DTLS поверх UDP) и фактически обеспечивает уровень представления. Но с точки зрения разработчика приложения работа с TLS строится как с сокетами. Видимо отсюда дополнительная путаница.
Но нужно отметить, что не всегда протокол можно четко отнести к одному уровню. Как пример - ARP/RARP. Если мы рассматриваем Ethernet и TCP/IP, то на L2 у нас protocol data unit (PDU) - это Ethernet frame, а идентификатор - MAC address. Для сетевого взаимодействия у нас появляется L3 с PDU IP packet и идентификатор IP address. И собственно ARP/RARP у нас выполняют сопоставление IP-MAC. То есть протоколы между двумя уровнями OSI
victor_1212
заметим, что MAC адреса появились независимо и раньше IP, хотя и те и другие имеют глобальное значение, но назначение с самого начала было разное, MAC для адресации в локальных сетях, тогда как IP для адресации что называлось wide area networks (wan), до начала 80х обе технологии развивались более-менее независимо, и только когда в начале 80х стали доступны линии большой пропускной способности технологии начали объединяться, RFC 826 (ARP) это примерно 1982, короче говоря ARP кроме прочего не только протокол между двумя уровнями адресов OSI, но и между двумя исторически разными сетевыми технологиями, по памяти MAC адреса впервые были использованы Xerox, и стандартизированы совместно DEC и Xerox для Ethernet, назывались тогда "station address"