Способность передачи данных от одного компьютера к другому позволяет пользователям практически мгновенно взаимодействовать друг с другом по всему миру. Все, что нужно сделать пользователю – это вести информацию в компьютер. Однако пользователь не знает о множестве запускаемых процессов, которые обеспечивают прием и передачу данных. Практически все передаваемые данные в мире используют семь ступеней модели взаимосвязи открытых систем.

Приложение

При передаче данных с помощью приложения, такого как веб-браузер, клиент электронной почты или игра, вы находитесь на высшем уровне передачи данных известном как «Прикладной уровень». Этот уровень представлен интерфейсом приложения, с помощью которого пользователь может принимать и отправлять данные. Этот уровень включает в себя множество сервисов, таких как протоколы передачи данных, протоколы электронной почты, доменные имена и динамическая конфигурация хоста.

Представление

Задачей данного уровня является перевод введенных пользователем данных в формат, который легко может прочесть компьютер и наоборот. Например, для пользователя не составляет труда запомнить и ввести какой-либо адрес в строку браузера, однако чтобы компьютер понял данную команду, данный адрес должен быть переведен в числовой формат, а на более низких уровнях данные числа будут разбиты на нули и единицы. Картинки разбиваются и собираются со всем остальным содержимым, что придает пользователю чувство целостности вместо чтения кода и представления о том, каким бы могло быть изображение.

Сессия

После того, как информация станет понятна компьютеру, требуется подключение к хосту, в качестве которого может выступать сервер, другой компьютер в сети или сетевой принтер. На данном этапе используются разные сервисы, однако, принцип работы у всех один. Компьютер отправляет небольшое количество данных, запрашивая соединение. Эти данные передаются с помощью низкоуровневых процессов, после чего компьютеру отправляется ответ. Данный ответ может иметь форму «Ок, можно передавать информацию», «Нельзя обнаружить пункт назначения» или «Ок, но сначала нужен пароль». Уровень представления переводит данную информацию, а прикладной уровень запросит у пользователя пароль, выдаст ошибку или сообщение о том, что соединение установлено.

Передача

По установлению соединения уровень передачи определяет какой тип данных начинать передавать. Если нужно передать данные в определенном порядке, используется протокол «TCP». Данному протоколу необходим компьютер для отправки запроса на пункт назначения и получения подтверждения до отправления данных каждого сегмента. Если сегмент отсутствует, то пункт назначения не подтвердит отправку и компьютер вновь попытается послать запрос через определенное количество времени. Для передач, требующих быстрого соединения (передача потокового видео), используется протокол «UDP». Данный протокол не требует подтверждения и не будет пытаться отправить снова утерянные данные. Передача потокового видео с помощью протокола «TCP» испытывает задержки, а отрезок видео или голоса, добавленного после, не имел бы никакого смысла.

Сеть

Сетевой уровень состоит из маршрутизаторов и коммутаторов определенного вида. Данный уровень назначает компьютерам в локальной сети «IP» адреса. Этот уровень также извлекает «IP» адреса из систем, в которые компьютер отсылает или получает данные. Сетевой уровень управляет процессом нахождения адресов назначения через многие маршрутизаторы вне локальной сети. К каждому сегменту присваивается заголовок, помогающий определить тип, длину и другую информацию передаваемых данных. После того, как сегменту присвоен заголовок, он становится пакетом и отправляется на уровень канала передачи данных.

Канал передачи данных

Устройства канала передачи данных работают с информацией в локальной сети, переводя «IP» адрес из сетевого уровня в физический адрес каждого устройства, известного как «MAC» адрес, «DLCI» или номер телефона устройства. Пакет из сетевого уровня разбивается и конвертируется в формат, совместимый с физической средой передачи данных физического уровня, в качестве которого выступает «Ethernet», либо другая технология. В конце концов вся информация разбивается на биты – серии единиц и нулей.

Физический уровень

Теперь, когда установлено соединение, а информация разбита на единицы и нули, данные передаются от компьютера к месту назначения через физическую среду сети. В качестве среды могут выступать медные провода (Ethernet кабели), оптоволоконные кабели или беспроводной сигнал. Пока соединение и передача активны, постоянный поток электричества, света или беспроводного сигнала течет между компьютером и местом назначения. Уровень данного постоянного потока распознается как ноль. Когда напряжение увеличивается, свет становится ярче, а беспроводной сигнал начинает колебаться, то компьютер воспринимает это как единицу. Информация восстанавливается путем прохождения всех уровней в обратном направлении вплоть до самого высокого.