Проблемы с сетью? Устранение неполадок с моделью OSI
Ваша сеть замедляется или барахлит? Семь может быть вашим счастливым числом.
Вам не нужно быть сетевым администратором или сетевым экспертом, чтобы устранять распространенные сетевые проблемы. Во многих случаях базовое понимание модели OSI и ее семи уровней — это все, что вам нужно, чтобы справиться с этими проблемами. Сети подвержены проблемам, которые могут возникать в любой форме, начиная от незначительных проблем, которые можно легко решить, и заканчивая сложными проблемами, которые сложно и дорого исправить. Хотя не существует единого метода или методики устранения неполадок в сети, всегда рекомендуется сначала понять и проанализировать всю сеть на систематической основе. Это можно сделать, собрав всю справочную информацию о сети и ее функционировании.
Модель OSI (Open System Interconnection) является одной из основных концепций в сети. Это позволяет пользователю понять архитектуру сети и то, как данные передаются в сети. Это стандартизированная рамочная модель для всех сетевых схем и их функционирования. Модель OSI состоит из семи уровней, которые помогают создать визуальную модель сети и ее протоколов.
7 уровней модели OSI
Чтобы устранить проблему с сетью, нам сначала нужно определить проблему и систематически отслеживать ее. Устранение неполадок в сети с использованием уровней модели OSI требует от нас знания и понимания их соответствующих функций. Большинство проблем возникают на нижних уровнях модели OSI. Начиная снизу вверх, модель OSI состоит из следующих семи уровней:
Физический уровень — это первый уровень в модели OSI. Он имеет дело со всем, что обеспечивает физическую связь в сети, например с кабелями Ethernet, оптоволоконными кабелями, телефонными кабелями и настенными розетками. Физический уровень отвечает за отправку битов с одного компьютера на другой. На этом уровне данные передаются в виде битов и представляются либо 0, либо 1. Другие важные функции этого уровня включают управление режимами передачи, синхронизацию и конфигурацию линии. Концентраторы и повторители обычно используются на этом уровне для физической передачи информации.
Канальный уровень отвечает за надежную доставку данных от узла к узлу. Этот уровень формирует кадры из битов данных и играет жизненно важную роль в обнаружении и исправлении ошибок. Канальный уровень также синхронизирует информацию, которая должна передаваться через данные. Другими функциями этого уровня являются: кадрирование данных, физическая адресация, управление потоком и контроль доступа. Уровень канала передачи данных разделен на два подуровня: уровень управления логическим каналом (LLC) и уровень управления доступом к среде (MAC). Уровень MAC предоставляет физический адрес для передачи данных, а уровень LLC обеспечивает управление потоком. Коммутаторы и карты сетевого интерфейса (NIC) являются наиболее часто используемыми сетевыми компонентами на этом уровне.
Сетевой уровень определяет маршрут доставки пакетов данных от источника к месту назначения по нескольким сетям. Такие термины, как маршрутизация и IP-адресация, возникли на этом уровне модели OSI. Сетевой уровень поддерживает как услуги без установления соединения, так и услуги, ориентированные на установление соединения, из всех протоколов более высокого уровня. Основные функции этого уровня заключаются в адресации, сборке и разборке пакетов данных, обработке ошибок и контроле перегрузки. Маршрутизаторы и шлюзы являются наиболее часто используемыми сетевыми устройствами на сетевом уровне.
Транспортный уровень отвечает за надежную доставку данных от одного конца к другому. Это гарантирует, что получатель получит все данные без изменений. Транспортные уровни имеют несколько протоколов, обеспечивающих надежную передачу данных. TCP и UDP являются двумя наиболее широко используемыми протоколами. Брандмауэры — это широко используемые сетевые устройства на транспортном уровне.
Сеансовый уровень устанавливает, управляет и синхронизирует все взаимодействия между взаимодействующими системами. Он управляет и синхронизирует весь диалог между двумя разными приложениями в сетевой системе. Даже передача данных с одного уровня на другой синхронизируется на сеансовом уровне.
Уровень представления гарантирует, что данные, достигаемые получателем, представлены в понятном и удобном для использования формате. Уровень представления отвечает за структуру, синтаксис и семантику информации, которой обмениваются две взаимодействующие системы в сети. Перевод данных, которыми обмениваются в сети, шифрование и отображение — другие важные функции этого уровня.
Уровень приложений находится на вершине пирамиды модели OSI. Это позволяет пользователю манипулировать данными несколькими способами, чтобы получить доступ к сети. Электронная почта, протоколы передачи файлов, сетевые ресурсы и службы корневого каталога — это лишь некоторые службы, предоставляемые этим уровнем.
Устранение неполадок в сети с использованием модели OSI
Теперь, когда мы знаем описания и функции всех уровней модели OSI, мы можем разделить проблемы сети между этими семью уровнями и систематически устранять неполадки в сети. В любой сети большинство проблем возникает на физическом, канальном и сетевом уровнях. Поэтому всегда рекомендуется начинать устранение неполадок с физического уровня и постепенно переходить к прикладному уровню.
Первый шаг, который должен предпринять пользователь при устранении неполадок в сети на физическом уровне, — это проверить, все ли физические компоненты, задействованные в сети, подключены и работают должным образом. Большинство сетевых проблем возникает из-за поврежденных кабелей или оконечных устройств. В случае беспроводной сети чрезмерное затухание сигнала и беспроводные помехи — это несколько распространенных проблем, на которые следует обратить внимание. Если все эти аспекты проверены, а проблема все еще не устранена, вам придется перейти на уровень канала передачи данных.
На уровне канала передачи данных проверьте все конфигурации коммутатора и VLAN, а также MAC-адресацию. Если проблема не устранена, найдите конфликты IP-адресов и попытайтесь устранить все повторяющиеся IP-адреса. В качестве последнего шага проверьте протокол связующего дерева (STP), так как он играет жизненно важную роль в управлении сетевыми петлями, которые часто создают помехи или переполняют сеть.
Поднявшись на сетевой уровень, вы обнаружите, что проблемы с сетевой адресацией и маршрутизацией являются наиболее распространенными проблемами, возникающими здесь. Проверив все используемые протоколы маршрутизации и схемы IP-адресации, можно очень легко отследить сетевую проблему. Несколько возможных причин проблем с сетью: поврежденные сетевые устройства, неправильные конфигурации устройств, пропускная способность сети и проблемы с проверкой подлинности. «Ping» — очень удобная и эффективная команда для устранения неполадок, позволяющая обнаруживать сетевые проблемы на этом уровне. Успешный эхо-запрос через шлюз по умолчанию означает, что Интернет работает нормально. Команды «Trace», «netstat», «route» и «netguard» — это еще несколько команд для устранения неполадок, которые можно использовать на сетевом уровне.
Большинство проблем на транспортном уровне связаны с заблокированными или поврежденными портами. Убедитесь, что брандмауэры не блокируют порты TCP/UDP. Наконец, отключение качества обслуживания (QoS) иногда может решить несколько проблем, связанных с сетью.
Вряд ли возникнут какие-либо проблемы на уровнях сеанса и представления, потому что оба просто выполняют функции, которые дополняют или улучшают функционирование сети. Эти уровни играют сравнительно менее активную роль в функционировании сети по сравнению с другими уровнями модели OSI.
На прикладном уровне используются все клиент-серверные и сервисные приложения, такие как SMTP, HTTP, POP3, FTP. Это также уровень, на котором вы часто сталкиваетесь с проблемами, связанными с DNS. Большинство сетевых проблем, связанных с функциональностью DNS, можно исправить с помощью команды «nslookup». Еще одна эффективная и полезная команда для устранения неполадок в сети на прикладном уровне — «tcpdump», которая используется для фильтрации пакетов TCP/IP и анализа сетевых пакетов.
При устранении неполадок обязательно делайте заметки. Документирование проблемы и шагов, которые вы предпримете для ее решения, будет очень полезно для дальнейшего использования. И даже после того, как все, кажется, снова работает, вы еще не совсем закончили. Попробуйте воссоздать проблему, чтобы понять причины, по которым она возникла, и убедиться, что она действительно была первопричиной ваших проблем с сетью. Таким образом, вы можете убедиться, что проблема решена, и через несколько дней вы не вернетесь к шагу 1.