OSI vs TCP/IP уровни

1️⃣ Как кратко ответить

OSI и TCP/IP — это модели сетевых протоколов. OSI имеет 7 уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления и прикладной. TCP/IP имеет 4 уровня: сетевой доступ, интернет, транспорт и прикладной. OSI — теоретическая модель, TCP/IP — практическая, используемая в интернете.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Модели OSI и TCP/IP используются для описания и стандартизации сетевых взаимодействий. Они помогают понять, как данные передаются по сети, и обеспечивают совместимость между различными системами и устройствами.

OSI Модель

Модель OSI (Open Systems Interconnection) — это концептуальная модель, состоящая из 7 уровней, каждый из которых выполняет определенные функции в процессе передачи данных:

1. Физический уровень: Определяет физические характеристики сети, такие как кабели, разъемы и электрические сигналы. Он отвечает за передачу необработанных битов по физическому каналу связи.

2. Канальный уровень: Обеспечивает надежную передачу данных между двумя узлами, используя механизмы обнаружения и коррекции ошибок. Примеры протоколов: Ethernet, Wi-Fi.

3. Сетевой уровень: Отвечает за маршрутизацию данных между различными сетями. Протоколы, такие как IP (Internet Protocol), работают на этом уровне.

4. Транспортный уровень: Обеспечивает надежную передачу данных между узлами, используя механизмы управления потоком и сегментации. Примеры протоколов: TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

5. Сеансовый уровень: Управляет сессиями или соединениями между приложениями. Он устанавливает, поддерживает и завершает сеансы связи.

6. Уровень представления: Отвечает за преобразование данных в формат, пригодный для передачи. Он занимается шифрованием, сжатием и преобразованием данных.

7. Прикладной уровень: Обеспечивает интерфейс для приложений, чтобы они могли использовать сетевые услуги. Примеры протоколов: HTTP, FTP, SMTP.

TCP/IP Модель

Модель TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — это практическая модель, используемая в интернете. Она состоит из 4 уровней:

1. Уровень сетевого доступа: Объединяет функции физического и канального уровней OSI. Он отвечает за передачу данных по физической сети.

2. Интернет-уровень: Соответствует сетевому уровню OSI и отвечает за маршрутизацию данных. Основной протокол — IP.

3. Транспортный уровень: Аналогичен транспортному уровню OSI. Он обеспечивает надежную передачу данных. Основные протоколы: TCP и UDP.

4. Прикладной уровень: Объединяет функции сеансового, представления и прикладного уровней OSI. Он предоставляет сетевые услуги приложениям.

Пример кода

Рассмотрим пример использования сокетов в Python для передачи данных, который иллюстрирует работу транспортного и прикладного уровней:

import socket
​
# Создаем сокет TCP
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
​
# Привязываем сокет к адресу и порту
server_socket.bind(('localhost', 8080))
​
# Начинаем прослушивание входящих соединений
server_socket.listen(1)
​
print("Сервер ожидает соединения...")
​
# Принимаем входящее соединение
client_socket, client_address = server_socket.accept()
print(f"Соединение установлено с {client_address}")
​
# Получаем данные от клиента
data = client_socket.recv(1024)
print(f"Получено: {data.decode()}")
​
# Отправляем ответ клиенту
client_socket.sendall(b"Привет от сервера!")
​
# Закрываем соединение
client_socket.close()
server_socket.close()

• socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM): Создает TCP-сокет. AF_INET указывает на использование IPv4, SOCK_STREAM — на использование TCP.
• bind(('localhost', 8080)): Привязывает сокет к адресу и порту. Это необходимо для приема входящих соединений.
• listen(1): Начинает прослушивание входящих соединений. Число 1 указывает на максимальное количество ожидающих соединений.
• accept(): Принимает входящее соединение и возвращает новый сокет и адрес клиента.
• recv(1024): Получает данные от клиента. Число 1024 указывает на максимальный размер данных в байтах.
• sendall(b"Привет от сервера!"): Отправляет данные клиенту.
• close(): Закрывает сокет, освобождая ресурсы.

Этот пример демонстрирует, как транспортный уровень (TCP) обеспечивает надежную передачу данных, а прикладной уровень (сокеты) предоставляет интерфейс для взаимодействия приложений.