Ответ
Сетевые уровни — это способ разбить сложнейшую задачу передачи данных между двумя компьютерами в сети на несколько более простых, независимых и стандартизированных подзадач. Этот принцип называется декомпозицией.
Каждый уровень решает свою задачу и предоставляет сервис для вышестоящего уровня, скрывая детали своей реализации. Самые известные модели — это теоретическая OSI (7 уровней) и практическая TCP/IP (4 уровня).
Рассмотрим на примере отправки HTTP-запроса (модель TCP/IP):
-
Прикладной уровень (Application Layer)
- Задача: Формирование данных, понятных приложению. Здесь работают протоколы вроде HTTP, FTP, SMTP.
- Пример: Ваш браузер (или
http.Getв Go) создает HTTP-запрос:GET /index.html HTTP/1.1.
-
Транспортный уровень (Transport Layer)
- Задача: Гарантировать доставку данных между процессами на разных хостах. Он добавляет порты источника и назначения. Основные протоколы: TCP (гарантированная доставка, установка соединения) и UDP (быстрая доставка без гарантий).
- Пример: ОС упаковывает HTTP-запрос в TCP-сегмент, добавляя к нему порт назначения (например, 80 для HTTP) и порт источника.
-
Сетевой (Межсетевой) уровень (Internet Layer)
- Задача: Маршрутизация данных между сетями. Он отвечает за доставку пакетов от хоста-отправителя к хосту-получателю. Здесь работает протокол IP, который добавляет IP-адреса.
- Пример: TCP-сегмент упаковывается в IP-пакет с IP-адресом вашего компьютера и IP-адресом сервера
example.com.
-
Канальный уровень (Link Layer)
- Задача: Передача данных в пределах одной локальной сети (например, от вашего компьютера к роутеру). Он оперирует MAC-адресами.
- Пример: IP-пакет упаковывается в Ethernet-кадр (фрейм) с MAC-адресом вашей сетевой карты и MAC-адресом вашего роутера.
Преимущества такого разделения:
- Модульность: Можно заменить технологию на одном уровне (например, Wi-Fi на Ethernet на канальном уровне), не затрагивая другие.
- Стандартизация: Производители сетевого оборудования (Cisco, Intel) и разработчики ПО (Google, Microsoft) могут создавать совместимые продукты.
- Упрощение разработки и отладки: Программисту, пишущему веб-сервер, не нужно думать о том, как его HTTP-ответы будут разбиты на IP-пакеты и Ethernet-кадры.