OSI-modellag og -protokoller i computernetværk

Hvad er OSI-model?

OSI-modellen er en logisk og konceptuel model, der definerer netværkskommunikation, der bruges af systemer, der er åbne for sammenkobling og kommunikation med andre systemer. Open System Interconnection (OSI Model) definerer også et logisk netværk og beskriver effektivt computerpakkeoverførsel ved at bruge forskellige lag af protokoller.

Karakteristika for OSI-modellen

Her er nogle vigtige egenskaber ved OSI-modellen:

Et lag bør kun oprettes, hvor de bestemte abstraktionsniveauer er nødvendige.
Funktionen af hvert lag skal vælges i henhold til de internationalt standardiserede protokoller.
Antallet af lag skal være stort, så separate funktioner ikke skal lægges i samme lag. Samtidig skal den være lille nok, så arkitekturen ikke bliver særlig kompliceret.
I OSI-modellen er hvert lag afhængig af det næste lavere lag til at udføre primitive funktioner. Hvert niveau bør være i stand til at levere tjenester til det næste højere lag
Ændringer foretaget i et lag bør ikke kræve ændringer i andre lavers.

Hvorfor OSI-modellen?

Hjælper dig med at forstå kommunikation over et netværk
Fejlfinding er nemmere ved at adskille funktioner i forskellige netværkslag.
Hjælper dig med at forstå nye teknologier, efterhånden som de udvikles.
Giver dig mulighed for at sammenligne primære funktionelle relationer på forskellige netværkslag.

Historien om OSI-modellen

Her er vigtige vartegn fra OSI-modellens historie:

I slutningen af 1970'erne gennemførte ISO et program for at udvikle generelle standarder og metoder til netværk.
I 1973 identificerede et eksperimentelt pakkekoblet system i Storbritannien kravet om at definere protokollerne på højere niveau.
I år 1983 var OSI-modellen oprindeligt beregnet til at være en detaljeret specifikation af faktiske grænseflader.
I 1984 blev OSI-arkitekturen formelt vedtaget af ISO som en international standard

7 lag af OSI-modellen

OSI-model er et lagdelt serverarkitektursystem, hvor hvert lag er defineret i henhold til en specifik funktion, der skal udføres. Alle disse syv lag arbejder sammen for at overføre data fra et lag til et andet.

De Øvre Lag: Det beskæftiger sig med applikationsproblemer og implementeres for det meste kun i software. Den højeste er tættest på slutsystembrugeren. I dette lag begynder kommunikationen fra en slutbruger til en anden ved at bruge interaktionen mellem applikationslaget. Det vil behandle hele vejen til slutbrugeren.
De nederste lag: Disse lag håndterer aktiviteter relateret til datatransport. Det fysiske lag og datalink-lagene er også implementeret i software og hardware.

Øvre og nedre lag opdeler yderligere netværksarkitektur i syv forskellige lag som nedenfor

Anvendelse
Præsentation
Session
Transport
Netværk, Data-link
Fysiske lag

7 lag af OSI-modellen — Netværkslagsdiagram

Lad os studere hvert lag i detaljer:

Fysisk lag

Det fysiske lag hjælper dig med at definere de elektriske og fysiske specifikationer for dataforbindelsen. Dette niveau etablerer forholdet mellem en enhed og et fysisk transmissionsmedium. Det fysiske lag beskæftiger sig ikke med protokoller eller andre sådanne genstande på højere lag. Et eksempel på en teknologi, der opererer på det fysiske lag i telekommunikation, er PRI (Primary Rate Interface). At lære mere om PRI og hvordan det virker, kan du besøge denne informative artikel.

Eksempler på hardware i det fysiske lag er netværksadaptere, ethernet, repeatere, netværkshubs mv.

Datalinklag

Datalinklag retter fejl, der kan opstå på det fysiske lag. Laget giver dig mulighed for at definere protokollen til at etablere og afslutte en forbindelse mellem to tilsluttede netværksenheder.

Det er IP-adresse forståeligt lag, som hjælper dig med at definere logisk adressering, så ethvert endepunkt skal identificeres.

Laget hjælper dig også med at implementere routing af pakker gennem et netværk. Det hjælper dig med at definere den bedste vej, som giver dig mulighed for at tage data fra kilden til destinationen.

Datalinklaget er underopdelt i to typer underlag:

Media Access Control (MAC) lag - Det er ansvarligt for at kontrollere, hvordan enheden i et netværk får adgang til mediet og tillader at transmittere data.
Logisk linkkontrollag- Dette lag er ansvarlig for identitet og indkapsling af netværkslagsprotokoller og giver dig mulighed for at finde fejlen.

Vigtige funktioner i Datalink Layer

Framing som deler dataene fra netværkslaget i rammer.
Giver dig mulighed for at tilføje overskrift til rammen for at definere den fysiske adresse på kilden og destinationsmaskinen
Tilføjer logiske adresser på afsender og modtagere
Det er også ansvarlig for sourcing-processen til destinationsprocessens levering af hele beskeden.
Det tilbyder også et system til fejlkontrol, hvor det detekterer retransmissionsskader eller mistede rammer.
Datalink-laget giver også en mekanisme til at transmittere data over uafhængige netværk, som er forbundet med hinanden.

Transportlag

Transportlaget bygger på netværkslaget for at levere datatransport fra en proces på en kildemaskine til en proces på en destinationsmaskine. Det hostes ved hjælp af et enkelt eller flere netværk og opretholder også kvaliteten af servicefunktionerne.

Det bestemmer, hvor meget data der skal sendes hvorhen og med hvilken hastighed. Dette lag bygger på den besked, der modtages fra applikationslaget. Det er med til at sikre, at dataenheder leveres fejlfrit og i rækkefølge.

Transportlag hjælper dig med at kontrollere pålideligheden af et link gennem flowkontrol, fejlkontrol og segmentering eller desegmentering.

Transportlaget tilbyder også en bekræftelse af den vellykkede datatransmission og sender de næste data, hvis der ikke opstod nogen fejl. TCP er det bedst kendte eksempel på transportlaget.

Transportlags vigtige funktioner

Den opdeler beskeden modtaget fra sessionslaget i segmenter og nummererer dem for at lave en sekvens.
Transportlaget sørger for, at beskeden leveres til den korrekte proces på destinationsmaskinen.
Det sørger også for, at hele meddelelsen ankommer uden fejl, ellers skal den gentransmitteres.

Netværkslag

Netværkslaget giver de funktionelle og proceduremæssige midler til at overføre datasekvenser med variabel længde fra en node til en anden forbundet i "forskellige netværk".

Meddelelseslevering på netværkslaget giver ingen garanti for at være pålidelig netværkslagsprotokol.

Lagstyringsprotokoller, der hører til netværkslaget, er:

routing protokoller
multicast gruppeledelse
adressetildeling på netværkslag.

Sessionslag

Session Layer styrer dialogerne mellem computere. Det hjælper dig med at etablere start og afslutning af forbindelserne mellem den lokale og den eksterne applikation.

Dette lag anmoder om en logisk forbindelse, som skal etableres på slutbrugerens krav. Dette lag håndterer al vigtig log-on eller adgangskodevalidering.

Sessionslag tilbyder tjenester som dialogdisciplin, som kan være duplex eller halv-duplex. Det er for det meste implementeret i applikationsmiljøer, der bruger fjernprocedurekald.

Vigtig funktion af Session Layer

Den etablerer, vedligeholder og afslutter en session.
Sessionslag gør det muligt for to systemer at gå ind i en dialog
Det tillader også en proces at tilføje et kontrolpunkt til damp af data.

Præsentationslag

Præsentationslaget giver dig mulighed for at definere den form, som dataene skal udveksles i mellem de to kommunikerende enheder. Det hjælper dig også med at håndtere datakomprimering og datakryptering.

Dette lag omdanner data til den form, der accepteres af applikationen. Det formaterer og krypterer også data, som skal sendes på tværs af alle netværk. Dette lag er også kendt som et syntakslag.

Funktionen af præsentationslag

Tegnkodeoversættelse fra ASCII til EBCDIC.
Datakomprimering: Giver mulighed for at reducere antallet af bits, der skal transmitteres på netværket.
Datakryptering: Hjælper dig med at kryptere data til sikkerhedsformål - for eksempel adgangskodekryptering.
Det giver en brugergrænseflade og support til tjenester som e-mail og filoverførsel.

Applikationslag

Applikationslaget interagerer med et applikationsprogram, som er det højeste niveau af OSI-modeller. Applikationslaget er OSI-laget, som er tættest på slutbrugeren. Det betyder, at OSI-applikationslaget giver brugerne mulighed for at interagere med andre softwareapplikationer.

Applikationslaget interagerer med softwareapplikationer for at implementere en kommunikerende komponent. Fortolkningen af data af applikationsprogrammet er altid uden for OSI-modellens rammer.

Eksempel på applikationslaget er en applikation som filoverførsel, e-mail, fjernlogin osv.

Funktionen af applikationslagene er

Application-layer hjælper dig med at identificere kommunikationspartnere, bestemme ressourcetilgængelighed og synkronisere kommunikation.
Det giver brugerne mulighed for at logge på en fjernvært
Dette lag giver forskellige e-mail-tjenester
Denne applikation tilbyder distribuerede databasekilder og adgang til global information om forskellige objekter og tjenester.

Interaktion mellem OSI-modellag

Information, der sendes fra en computerapplikation til en anden, skal passere gennem hvert af OSI-lagene.

Dette er forklaret i nedenstående eksempel:

Hvert lag i en OSI-model kommunikerer med de to andre lag, der er under det, og dets peer-lag i et andet netværksforbundet computersystem.
I nedenstående diagram kan du se, at datalinklaget i det første system kommunikerer med to lag, netværkslaget og systemets fysiske lag. Det hjælper dig også med at kommunikere med datalinklaget i det andet system.

Protokoller understøttet på forskellige niveauer

lag	Navn	protokoller
Layer 7	Anvendelse	SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
Layer 6	Præsentation	MPEG, ASCH, SSL, TLS
Layer 5	Session	NetBIOS, SAP
Layer 4	Transport	TCP, UDP
Layer 3	Netværk	IPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
Layer 2	Data Link	RAPA, PPP, Frame Relay, ATM, Fiberkabel osv.
Layer 1	Fysisk	RS232, 100BaseTX, ISDN, 11.

Forskelle mellem OSI og TCP/IP

Her er nogle vigtige forskelle mellem OSI- og TCP/IP-modellen:

OSI Model	TCP/IP-model
OSI-modellen giver en klar skelnen mellem grænseflader, tjenester og protokoller.	TCP/IP tilbyder ingen klare skelnen mellem tjenester, grænseflader og protokoller.
OSI bruger netværkslaget til at definere routingstandarder og protokoller.	TCP/IP bruger kun internetlaget.
OSI-modellen bruger to separate lag fysisk og datalink til at definere funktionaliteten af de nederste lag	TCP/IP bruger kun ét lag (link).
OSI-model, transportlaget er kun forbindelsesorienteret.	Et lag af TCP/IP-model er både forbindelsesorienteret og forbindelsesløs.
I OSI-modellen er datalinklag og fysisk separate lag.	I TCP er datalinklag og fysiske lag kombineret som et enkelt vært-til-netværkslag.
Minimumsstørrelsen af OSI-headeren er 5 bytes.	Minimum headerstørrelse er 20 bytes.

Fordele ved OSI-modellen

Her er de store fordele/fordele ved at bruge OSI-modellen:

Det hjælper dig med at standardisere router, switch, bundkort og anden hardware
Reducerer kompleksitet og standardiserer grænseflader
Faciliterer modulær konstruktion
Hjælper dig med at sikre interoperabel teknologi
Hjælper dig med at accelerere udviklingen
Protokoller kan erstattes af nye protokoller, når teknologien ændrer sig.
Yde support til forbindelsesorienterede tjenester samt forbindelsesfri service.
Det er en standardmodel inden for computernetværk.
Understøtter forbindelsesløse og forbindelsesorienterede tjenester.
Tilbyder fleksibilitet til at tilpasse til forskellige typer protokoller

Ulemper ved OSI-modellen

Her er nogle ulemper/ulemper ved at bruge OSI-modellen:

Tilpasning af protokoller er en kedelig opgave.
Du kan kun bruge den som referencemodel.
Definerer ikke nogen specifik protokol.
I OSI-netværkslagsmodellen duplikeres nogle tjenester i mange lag, såsom transport- og datalinklagene
Lag kan ikke arbejde parallelt, da hvert lag skal vente på at hente data fra det forrige lag.

Resumé

OSI-modellen er en logisk og konceptuel model, der definerer netværkskommunikation, som bruges af systemer, der er åbne for sammenkobling og kommunikation med andre systemer
I OSI-modellen bør lag kun oprettes, hvor der er behov for bestemte abstraktionsniveauer.
OSI-laget hjælper dig med at forstå kommunikation over et netværk
I 1984 blev OSI-arkitekturen formelt vedtaget af ISO som en international standard

lag	Navn	Funktion	protokoller
Layer 7	Anvendelse	For at tillade adgang til netværksressourcer.	SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
Layer 6	Præsentation	For at oversætte, kryptere og komprimere data.	MPEG, ASCH, SSL, TLS
Layer 5	Session	At etablere, administrere og afslutte sessionen	NetBIOS, SAP
Layer 4	Transport	Transportlaget bygger på netværkslaget for at levere datatransport fra en proces på en kildemaskine til en proces på en destinationsmaskine.	TCP, UDP
Layer 3	Netværk	At tilbyde internetarbejde. At flytte pakker fra kilde til destination	IPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
Layer 2	Data Link	At organisere bits i rammer. At levere hop-to-hop levering	RAPA, PPP, Frame Relay, ATM, Fiberkabel osv.
Layer 1	Fysisk	At transmittere bits over et medium. At levere mekaniske og elektriske specifikationer	RS232, 100BaseTX, ISDN, 11.

Du kan lide: