Содержание
- 1 Принцип устройства сетевой модели
- 2 Первый, физический уровень (physical layer, L1)
- 3 Второй уровень, канальный (data link layer, L2)
- 4 Третий уровень, сетевой (network layer, L3)
- 5 Четвертый уровень, транспортный (transport layer, L4)
- 6 Пятый уровень, сеансовый (session layer, L5)
- 7 Шестой уровень, представления данных (presentation layer, L6)
- 8 Седьмой уровень, прикладной (application layer)
- 9 Критика модели OSI
- 10 Вывод, роль модели OSI при построении сетей
- 11 Какая скорость интернета считается нормальной для социальных сетей
- 12 Какая скорость интернета считается нормальной для организации стримов
- 13 Какая скорость интернета считается нормальной для онлайн игр
- 14 Какая скорость интернета считается нормальной для просмотра онлайн видео
- 15 Какая скорость интернета считается нормальной для видеозвонков
Открытая сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection model) состоит из семи уровней. Что это за уровни, как устроена модель и какова ее роль при построении сетей — в статье.
Модель OSI является эталонной. Эталонная она потому, что полное название модели выглядит как «Basic Reference Model Open Systems Interconnection model», где Basic Reference Model означает «эталонная модель». Вначале рассмотрим общую информацию, а потом перейдем к частным аспектам.
Принцип устройства сетевой модели
Сетевая модель OSI имеет семь уровней, иерархически расположенных от большего к меньшему. То есть, самым верхним является седьмой (прикладной), а самым нижним — первый (физический). Модель OSI разрабатывалась еще в 1970-х годах, чтобы описать архитектуру и принципы работы сетей передачи данных. Важно помнить, что данные передаются не только по сети интернет, но и в локальных сетях с помощью проводных или беспроводных соединений.
В процессе передачи данных всегда участвуют устройство-отправитель, устройство-получатель, а также сами данные, которые должны быть переданы и получены. С точки зрения рядового пользователя задача элементарна — нужно взять и отправить эти данные. Все, что происходит при отправке и приеме данных, детально описывает семиуровневая модель OSI.
На седьмом уровне информация представляется в виде данных, на первом — в виде бит. Процесс, когда информация отправляется и переходит из данных в биты, называется инкапсуляцией. Обратный процесс, когда информация, полученная в битах на первом уровне, переходит в данные на седьмом, называется декапсуляцией. На каждом из семи уровней информация представляется в виде блоков данных протокола — PDU (Protocol Data Unit).
Рассмотрим на примере: пользователь 1 отправляет картинку, которая обрабатывается на седьмом уровне в виде данных, данные должны пройти все уровни до самого нижнего (первого), где будут представлены как биты. Этот процесс называется инкапсуляцией. Компьютер пользователя 2 принимает биты, которые должны снова стать данными. Этот обратный процесс называется декапсуляция. Что происходит с информацией на каждом из семи уровней, как и где биты переходят в данные мы разберем в этой статье.
Первый, физический уровень (physical layer, L1)
Начнем с самого нижнего уровня. Он отвечает за обмен физическими сигналами между физическими устройствами, «железом». Компьютерное железо не понимает, что такое картинка или что на ней изображено, железу картинка понятна только в виде набора нулей и единиц, то есть бит. В данном случае бит является блоком данных протокола, сокращенно PDU (Protocol Data Unit).
Каждый уровень имеет свои PDU, представляемые в той форме, которая будет понятна на данном уровне и, возможно, на следующем до преобразования. Работа с чистыми данными происходит только на уровнях с пятого по седьмой.
Устройства физического уровня оперируют битами. Они передаются по проводам (например, через оптоволокно) или без проводов (например, через Bluetooth или IRDA, Wi-Fi, GSM, 4G и так далее).
Второй уровень, канальный (data link layer, L2)
Когда два пользователя находятся в одной сети, состоящей только из двух устройств — это идеальный случай. Но что если этих устройств больше?
Второй уровень решает проблему адресации при передаче информации. Канальный уровень получает биты и превращает их в кадры (frame, также «фреймы»). Задача здесь — сформировать кадры с адресом отправителя и получателя, после чего отправить их по сети.
У канального уровня есть два подуровня — это MAC и LLC. MAC (Media Access Control, контроль доступа к среде) отвечает за присвоение физических MAC-адресов, а LLC (Logical Link Control, контроль логической связи) занимается проверкой и исправлением данных, управляет их передачей.
На втором уровне OSI работают коммутаторы, их задача — передать сформированные кадры от одного устройства к другому, используя в качестве адресов только физические MAC-адреса.
Третий уровень, сетевой (network layer, L3)
На третьем уровне появляется новое понятие — маршрутизация. Для этой задачи были созданы устройства третьего уровня — маршрутизаторы (их еще называют роутерами). Маршрутизаторы получают MAC-адрес от коммутаторов с предыдущего уровня и занимаются построением маршрута от одного устройства к другому с учетом всех потенциальных неполадок в сети.
На сетевом уровне активно используется протокол ARP (Address Resolution Protocol — протокол определения адреса). С помощью него 64-битные MAC-адреса преобразуются в 32-битные IP-адреса и наоборот, тем самым обеспечивается инкапсуляция и декапсуляция данных.
Четвертый уровень, транспортный (transport layer, L4)
Все семь уровней модели OSI можно условно разделить на две группы:
- Media layers (уровни среды),
- Host layers (уровни хоста).
Уровни группы Media Layers (L1, L2, L3) занимаются передачей информации (по кабелю или беспроводной сети), используются сетевыми устройствами, такими как коммутаторы, маршрутизаторы и т.п. Уровни группы Host Layers (L4, L5, L6, L7) используются непосредственно на устройствах, будь то стационарные компьютеры или портативные мобильные устройства.
Четвертый уровень — это посредник между Host Layers и Media Layers, относящийся скорее к первым, чем к последним, его главной задачей является транспортировка пакетов. Естественно, при транспортировке возможны потери, но некоторые типы данных более чувствительны к потерям, чем другие. Например, если в тексте потеряются гласные, то будет сложно понять смысл, а если из видеопотока пропадет пара кадров, то это практически никак не скажется на конечном пользователе. Поэтому, при передаче данных, наиболее чувствительных к потерям на транспортном уровне используется протокол TCP, контролирующий целостность доставленной информации.
Для мультимедийных файлов небольшие потери не так важны, гораздо критичнее будет задержка. Для передачи таких данных, наиболее чувствительных к задержкам, используется протокол UDP, позволяющий организовать связь без установки соединения.
При передаче по протоколу TCP, данные делятся на сегменты. Сегмент — это часть пакета. Когда приходит пакет данных, который превышает пропускную способность сети, пакет делится на сегменты допустимого размера. Сегментация пакетов также требуется в ненадежных сетях, когда существует большая вероятность того, что большой пакет будет потерян или отправлен не тому адресату. При передаче данных по протоколу UDP, пакеты данных делятся уже на датаграммы. Датаграмма (datagram) — это тоже часть пакета, но ее нельзя путать с сегментом.
Главное отличие датаграмм в автономности. Каждая датаграмма содержит все необходимые заголовки, чтобы дойти до конечного адресата, поэтому они не зависят от сети, могут доставляться разными маршрутами и в разном порядке. Датаграмма и сегмент — это два PDU транспортного уровня модели OSI. При потере датаграмм или сегментов получаются «битые» куски данных, которые не получится корректно обработать.
Первые четыре уровня — специализация сетевых инженеров, но с последними тремя они не так часто сталкиваются, потому что пятым, шестым и седьмым занимаются разработчики.
Пятый уровень, сеансовый (session layer, L5)
Пятый уровень оперирует чистыми данными; помимо пятого, чистые данные используются также на шестом и седьмом уровне. Сеансовый уровень отвечает за поддержку сеанса или сессии связи. Пятый уровень оказывает услугу следующему: управляет взаимодействием между приложениями, открывает возможности синхронизации задач, завершения сеанса, обмена информации.
Службы сеансового уровня зачастую применяются в средах приложений, требующих удаленного вызова процедур, т.е. чтобы запрашивать выполнение действий на удаленных компьютерах или независимых системах на одном устройстве (при наличии нескольких ОС).
Примером работы пятого уровня может служить видеозвонок по сети. Во время видеосвязи необходимо, чтобы два потока данных (аудио и видео) шли синхронно. Когда к разговору двоих человек прибавится третий — получится уже конференция. Задача пятого уровня — сделать так, чтобы собеседники могли понять, кто сейчас говорит.
Шестой уровень, представления данных (presentation layer, L6)
О задачах уровня представления вновь говорит его название. Шестой уровень занимается тем, что представляет данные (которые все еще являются PDU) в понятном человеку и машине виде. Например, когда одно устройство умеет отображать текст только в кодировке ASCII, а другое только в UTF-8, перевод текста из одной кодировки в другую происходит на шестом уровне.
Шестой уровень также занимается представлением картинок (в JPEG, GIF и т.д.), а также видео-аудио (в MPEG, QuickTime). Помимо перечисленного, шестой уровень занимается шифрованием данных, когда при передаче их необходимо защитить.
Седьмой уровень, прикладной (application layer)
Седьмой уровень иногда еще называют уровень приложений, но чтобы не запутаться можно использовать оригинальное название — application layer. Прикладной уровень — это то, с чем взаимодействуют пользователи, своего рода графический интерфейс всей модели OSI, с другими он взаимодействует по минимуму.
Все услуги, получаемые седьмым уровнем от других, используются для доставки данных до пользователя. Протоколам седьмого уровня не требуется обеспечивать маршрутизацию или гарантировать доставку данных, когда об этом уже позаботились предыдущие шесть. Задача седьмого уровня — использовать свои протоколы, чтобы пользователь увидел данные в понятном ему виде.
Протоколы здесь используют UDP (например, DHCP, FTP) или TCP (например, HTTP, HTTPS, SFTP (Simple FTP), DNS). Прикладной уровень является самым верхним по иерархии, но при этом его легче всего объяснить.
Критика модели OSI
Семиуровневая модель была принята в качестве стандарта ISO/IEC 7498, действующего по сей день, однако, модель имеет свои недостатки. Среди основных недостатков говорят о неподходящем времени, плохой технологии, поздней имплементации, неудачной политике.
Первый недостаток — это неподходящее время. На разработку модели было потрачено неоправданно большое количество времени, но разработчики не уделили достаточное внимание существующим в то время стандартам. В связи с этим модель обвиняют в том, что она не отражает действительность. В таких утверждениях есть доля истины, ведь уже на момент появления OSI другие компании были больше готовы работать с получившей широкое распространение моделью TCP/IP.
Вторым недостатком называют плохую технологию. Как основной довод в пользу того, что OSI — это плохая технология, приводят распространенность стека TCP/IP. Протоколы OSI часто дублируют другу друга, функции распределены по уровням неравнозначно, а одни и те же задачи могут быть решены на разных уровнях.
Разделение на семь уровней было скорее политическим, чем техническим. При построении сетей в реальности редко используют уровни 5 и 6, а часто можно обойтись только первыми четырьмя. Даже изначальное описание архитектуры в распечатанном виде имеет толщину в один метр.
Кроме того, в отличие от TCP/IP, OSI никогда не ассоциировалась с UNIX. Добиться широкого распространения OSI не получилось потому, что она проектировалась как закрытая модель, продвигаемая Европейскими телекоммуникационными компаниями и правительством США. Стек протоколов TCP/IP изначально был открыт для всех, что позволило ему набрать популярность среди сторонников открытого программного кода.
Даже несмотря на то, что основные проблемы архитектуры OSI были политическими, репутация была запятнана и модель не получила распространения. Тем не менее, в сетевых технологиях, при работе с коммутацией даже сегодня обычно используют модель OSI.
Вывод, роль модели OSI при построении сетей
В статье мы рассмотрели принципы построения сетевой модели OSI. На каждом из семи уровней модели выполняется своя задача. В действительности архитектура OSI сложнее, чем мы описали. Существуют и другие уровни, например, сервисный, который встречается в интеллектуальных или сотовых сетях, или восьмой — так называют самого пользователя.
Как мы упоминали выше, оригинальное описание всех принципов построения сетей в рамках этой модели, если его распечатать, будет иметь толщину в один метр. Но компании активно используют OSI как эталон. Мы перечислили только основную структуру словами, понятными начинающим.
Модель OSI служит инструментом при диагностике сетей. Если в сети что-то не работает, то гораздо проще определить уровень, на котором произошла неполадка, чем пытаться перестроить всю сеть заново.
Зная архитектуру сети, гораздо проще ее строить и диагностировать. Как нельзя построить дом, не зная его архитектуры, так невозможно построить сеть, не зная модели OSI. При проектировании важно учитывать все. Важно учесть взаимодействие каждого уровня с другими, насколько обеспечивается безопасность, шифрование данных внутри сети, какой прирост пользователей выдержит сеть без обрушения, будет ли возможно перенести сеть на другую машину и т.д. Каждый из перечисленных критериев укладывается в функции одного из семи уровней.
Здравствуйте уважаемые читатели блога. Сегодня хотел бы поделиться с Вами, какие бывают типы модемов и принцип их работы. Итак, модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор — демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции.Модулятор осуществляет модуляцию, то есть изменяет характеристики несущего сигнала в соответствии с изменениями входного информационного сигнала.Демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Типы модемовПо исполнению:1. внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют внешний блок питания (существуют USB — модемы, питающиеся от USB, и LPT — модемы (производитель — Prolink)).2. внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA3. встроенные — являются внутренней частью устройства, например ноутбука. Другая классификация заключается в разделении модемов на обычные и голосовые.Голосовые снабжены разъемами под наушники и микрофон и позволяют общаться в режиме «интернет — телефона» посредством сети Интернет. По принципу работы:аппаратные — все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена, производятся встроенным в модем вычислителем (например с использованием DSP, контроллера). Так же в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемомВиндовс модемы — аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой. Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому подключён модем. Работоспособен только при наличии драйверов, которые обычно писались исключительно под операционные системы семейства MS Windows.полу — программные(Controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.программные (Host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса (например USB). По типу:Аналоговые — наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линийISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линийDSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть. Отличием от коммутируемых модемов в кодировании сигнала. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии в обычном порядке.Кабельные — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, по кабелям систем коллективного телевидения.Радио Спутниковые PLC — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети, т. е. обычно по электропроводке 220 Вольт. Более широко используются в настоящее время:внутренний программный модемвнешний аппаратный модемвстроенные в ноутбуки модемы. Составные устройства1. Порты ввода — вывода — схемы, предназначенные для обмена данными между телефонной линией и модемом с одной стороны, и модемом и компьютером — с другой. Для взаимодействия с аналоговой телефонной линией зачастую используется трансформатор.2. Сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP). Обычно модулирует исходящие сигналы и демодулирует входящие на цифровом уровне в соответствии с используемым протоколом передачи данных. В нем находится программная «начинка» модема — прошивка — BIOS. Может также выполнять другие функции.3. Контроллер управляет обменом с компьютером. Контроллер является специальной микросхемой, принимающей информацию, прошедшую через DSP. Ее назначение – сжатие информации и коррекция ошибок. Кодек (Digital — Analog Coder-Decoder). Переводит цифровые сигналы (готовые к отправке данные) в аналоговые и отправляет их по телефонным линиям. Данные, поступающие на ваш ПК через Интернет, проходит обратное преобразование и после этого передается на обработку контроллеру и процессору DSP.4. Микросхемы памяти:ROM — энергонезависимая память, в которой хранится микропрограмма управления модемом — прошивка, которая включает в себя наборы команд и данных для управления модемом, все поддерживаемые коммуникационные протоколы и интерфейс с компьютером. Обновление прошивки модема доступно в большинстве современных моделей, для чего служит специальная процедура описанная в руководстве пользователя. Для обеспечения возможности перепрошивки для хранения микропрограмм применяется флэш — память (EEPROM). Флэш — память позволяет легко обновлять микропрограмму модема, исправляя ошибки разработчиков и расширяя возможности устройства. В некоторых моделях внешних модемов она так же используется для записи входящих голосовых и факсимильных сообщений при выключенном компьютере.NVRAM — энергонезависимая электрически перепрограммируемая память, в которой хранятся настройки модема. Пользователь может изменять установки, например используя набор AT — команд.АТ — команды модема Huawei для Hiperterminal читайтездесь RAM — оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы алгоритмов сжатия и прочего. Виды модемовСледует признать, что описанная выше классическая схема используется не во всех модемах. В дешевых внутренних устройствах могут отсутствовать 1 или 2 микросхемы.«Софтмодем» (softmodem). В нем отсутствует микросхема контроллера, а его функции переложены на центральный процессор. Это отражается лишь в небольшом падении скорости, но не в работоспособности модема.«Винмодемы» (winmodem). В нем отсутствует микросхема DSP, ее функции выполняет специальное ПО, ориентированное на работу под ОС Windows. Преимущество описанных выше моделей – низкая цена. Они используются в домашних целях, но уступают в производительности полноценным модемам.По протоколуПротокол – язык, посредством которого 2 модема устанавливают связь. Он определяет тип и скорость передачи информации.1. V.34. Позволяет принимать информацию на скорости доПоддерживают работу со скоростьюПротокол принят в 2000 году.Какая скорость передачи информации в компьютерах, читайте далееОднако для пользователей главное не протокол, а скорость приема и передачи данных. Аналоговые модемыне могут сполна удовлетворить эту потребность в отличие от кабельныхмодемов. Минимальная скорость работы в интернете — 28 800бит/с. Протокол V.90теоретически позволяет работать на скорости 57 600 бит/с, но реальность не оправдывает это. Рекомендации для аналоговых модемов.Для устойчивости и хорошего качества работы этих моделей нужны дополнительные микросхемы и программное обеспечение, которые отвечают за коррекцию ошибок и регулирование уровня сигнала.Модем следует подключать напрямую к телефонной линии перед телефоном, иначе связь будет обрываться.Кабельные модемы не требуют исполнения выше изложенных советов. Есть еще модемы с дополнительными возможностями, это: Факс — модем, позволяет компьютеру, к которому он присоединен, передавать и принимать факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс — машину.Голосовой модем — имеет функцию оцифровки сигнала с телефонной линии и воспроизведение произвольного звука в линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный микрофон. Это позволяет осуществить: передачу голосовых сообщений в режиме реального времени на другой удаленный голосовой модем и прием сообщений от него и воспроизведение их через внутренний динамик; использование такого модема в режиме автоответчика и для организации голосовой почты.Как настроить модем и интернет читайте здесьКак настроить Wi-Fi в Windows XP читайте здесь Вот всё, что я хотел рассказать Вам о модемах.
Всё дело в том, что не у всех имеется возможность провести интернет со скоростью, скажем, 100 Мбит/сек по техническим или финансовым причинам. Поэтому в такой ситуации люди и задаются вопросом – Какая скорость интернета считается нормальной?
Если у Вас обычная семья из трех-четырех человек и такое же небольшое количество девайсов, требующих одновременного доступа в интернет, то можно ориентироваться на приведенные ниже данные.
Какая скорость интернета считается нормальной для социальных сетей
В этом случае достаточно 1 Мбит/сек
Какая скорость интернета считается нормальной для организации стримов
Минимальные значения примерно выглядят так:
- 480 p – 5 Мбит/сек.
- 720 p – 10 Мбит/сек.
- 1080 p – 20 Мбит/сек.
Какая скорость интернета считается нормальной для онлайн игр
Для онлайн игр высокая скорость не так важна. Им больше важен пинг. Про пинг более подробно прочитайте на этой странице.
А скорости дли игр хватит и 1 Мбит/сек.
Какая скорость интернета считается нормальной для просмотра онлайн видео
Для просмотра онлайн видео требования к скорости будут выше, чем для онлайн игр и, примерно, составят такие значения:
- SD-видео (360 p, 480 p) – 2 Мбит/сек.
- HD-видео (720 p) – 5 Мбит/сек.
- Full-HD (1080 p) – 8 Мбит/сек.
- Ultra-HD (2160 p) – 25 Мбит/сек.
Какая скорость интернета считается нормальной для видеозвонков
Для осуществления видеосвязи посредством, например, Skype, достаточно таких значений скорости интернета:
- голосовые звонки – 100 Кбит/сек;
- видеозвонки – 300 Кбит/сек;
- видеозвонки (стандарт HD) – 5 Мбит/сек;
- голосовая видеосвязь (пять участников) – 4 Мбит/сек (прием) 512 Кбит/сек (передача).
Вот такая вырисовывается примерная картина. Но важно учитывать, что скорость интернета не стабильна и имеет скачки и провалы. Поэтому для гарантированного решения поставленных задач, желательно эти значения умножить на два.
Если у Вас уже подключен интернет, тогда можете проверить его скорость прямо сейчас при помощи нашего сервиса
С уважением, команда Speedtest 24.
Мы рады, что Вы с нами!
Используемые источники:
- https://selectel.ru/blog/osi-for-beginners/
- https://jumabai.blogspot.com/2015/03/blog-post_19.html
- https://speedtest24.ru/kakaya-skorost-interneta-schitaetsya-normalnoj/