Прикладной уровень (ПУ) нужен для взаимодействия между собой сетевых приложений, например веб, электронная почта, скайп и другие.
Протоколы прикладного уровня в tcp/ip
В стеке протоколов TCP/IP есть много прикладных протоколов.
Это протокол http, который используется для просмотра web страниц. SMTP, используемый для передачи электронной почты. DNS применяется, чтобы по доменному имени, например rocksmith.ru определить IP адрес сервера. FTP используется для передачи файлов.
Сетевые приложения
Не путайте сетевые приложения и сетевые протоколы. Сетевое приложение делает какую-то полезную работу и использует протокол, только для того, чтобы получить полезную информацию по сети. Большая часть сетевых приложений использует несколько протоколов. Например Web браузер использует протокол DNS, чтобы определить ip адрес по доменному имени и после этого использует протокол http, чтобы загрузить веб страницу с этого ip адреса.
Место в моделях OSI и TCP/IP
В модели Tcp прикладной уровень это единственный уровень, который находится выше транспортного. А в модели взаимодействия открытых систем есть еще 2 уровня представления и сеансовый. Когда работали над моделью tcp/ip функции этих уровней показались избыточными и их убрали из модели. Считается, что приложение tcp должно само реализовывать функции этих уровней, если они ему нужны.
Во время разработки модели tcp ip мало кому были нужны, но сейчас ситуация поменялась и функции используются чаще.
Функции сеансового уровня
Сейчас сетевое взаимодействие усложнилось, и не состоит из простых запросов и ответов, как было раньше. Если Вы хотите загрузить веб страницу, чтобы показать её в браузере, вам нужно загрузить:
- сам текст веб-странички (.html);
- стилевой файл, который описывает оформление web страницы (.css)
- большая часть современных веб страниц содержит картинки и другие элементы
Чтобы выполнить одну задачу, загрузить веб страницу, нам необходимо реализовать несколько отдельных сетевых операций. Набор таких операций, направленных на выполнение единой задачи, как раз называется сеансом и по логике модели osi должен обрабатываться на сеансовом уровне.
Однако в tcp ip обработкой сеансов должно заниматься само приложение, поэтому такая возможность была добавлена в протокол http. Если в первой версии протокола HTTP 1.0 для загрузки каждого элемента страницы необходимо было открывать отдельное соединение tcp, то в последующих версия появилась функция HTTP keep-alive, которая позволяет открыть одно соединение tcp и через него загрузить все элементы страниц, что работает быстрее.
Функции уровня представления
Для описания того, зачем нужен этот уровень часто используют автоматический перевод в сети с разных языков. Например, ты снимаешь телефонную трубку, говоришь на русском языке, сеть переводит автоматически на английский, передает данные в китай, там человек снимает трубку и слышит твой вопрос на китайском языке. Это сложная задача, которая не реализована до сих пор, но нашлась другая задача, которая оказалась технически более простой и очень востребованной это шифрование.
Сеть tcp ip разрабатывали для передачи информации между университетами. Когда сеть интернет стала популярной и люди стали применять ее не только для академических, но и коммерческих задач, встал вопрос обеспечения безопасности. Одна из возможных технологий, которая часто используется на практике это: Secure Sockets Layer или более современная версия Transport Layer Security. Эти технологии позволяют шифровать все данные, которые передаются по сети.
Многие протоколы прикладного уровня используют эти технологии их можно отличить по букве S в конце, secury. Например, https, imaps, smtps, ftps.
Если в браузере Вы увидите, что используется протокол https и замок, это значит, что производится защита данных при передаче по сети с помощью шифрования.
Защищенные протоколы используют другие номера портов. Например, протокол https использует порт 443, в отличии от обычного протокола http, который использует порт 80.
HTTP vs HTTPS
На самом деле https это не отдельный протокол, а способ передачи протокола http через зашифрованное соединение, которое устанавливается с помощью протоколов TLS или SSL.
Модель OSI
Более расширенный вариант модели osi, предполагает, что в сетевом оборудовании есть только 3 уровня, физический, канальный и сетевой. Однако сейчас это не всегда соответствует действительности, появились сетевые устройства, которые также работают и на прикладном уровне.
Например, это контент фильтры, это специальные устройства, которые анализируют весь трафик, который через него проходит и могут ограничивать доступ к некоторым ресурсам. Например, можно запретить доступ с рабочего места к социальным сетям. Для этого устройству необходимо анализировать http запросы и ответы и смотреть по каким сайтам ходит пользователь.
Заключение
Прикладной это самый интересный уровень, потому что здесь содержатся протоколы используемые для решения различных сетевых задач. На сайте rocksmith.ru в разделе технологии Вы найдете статьи про все уровни модели OSI, приятного чтения!
