कंप्यूटर नेटवर्क में OSI मॉडल परतें और प्रोटोकॉल

ओएसआई मॉडल क्या है?

OSI मॉडल एक तार्किक और वैचारिक मॉडल है जो अन्य प्रणालियों के साथ अंतर्संबंध और संचार के लिए खुले सिस्टम द्वारा उपयोग किए जाने वाले नेटवर्क संचार को परिभाषित करता है। ओपन सिस्टम इंटरकनेक्शन (OSI मॉडल) एक तार्किक नेटवर्क को भी परिभाषित करता है और प्रोटोकॉल की विभिन्न परतों का उपयोग करके कंप्यूटर पैकेट ट्रांसफर का प्रभावी ढंग से वर्णन करता है।

ओएसआई मॉडल की विशेषताएं

ओएसआई मॉडल की कुछ महत्वपूर्ण विशेषताएं इस प्रकार हैं:

• एक परत केवल वहीं बनाई जानी चाहिए जहां अमूर्तता के निश्चित स्तर की आवश्यकता हो।
• प्रत्येक परत का कार्य अंतर्राष्ट्रीय मानकीकृत प्रोटोकॉल के अनुसार चुना जाना चाहिए।
• परतों की संख्या इतनी बड़ी होनी चाहिए कि अलग-अलग कार्यों को एक ही परत में न रखा जाए। साथ ही, यह इतनी छोटी भी होनी चाहिए कि आर्किटेक्चर बहुत जटिल न हो जाए।
• OSI मॉडल में, प्रत्येक परत प्राथमिक कार्यों को करने के लिए अगली निचली परत पर निर्भर करती है। प्रत्येक स्तर को अगली उच्च परत को सेवाएँ प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए
• एक परत में किए गए परिवर्तन के लिए अन्य परतों में परिवर्तन की आवश्यकता नहीं होनी चाहिए।

OSI मॉडल क्यों?

• नेटवर्क पर संचार को समझने में आपकी सहायता करता है
• कार्यों को विभिन्न नेटवर्क परतों में विभाजित करके समस्या निवारण आसान हो जाता है।
• यह आपको नई प्रौद्योगिकियों को विकसित होते हुए समझने में मदद करता है।
• आपको विभिन्न नेटवर्क परतों पर प्राथमिक कार्यात्मक संबंधों की तुलना करने की अनुमति देता है।

ओएसआई मॉडल का इतिहास

ओएसआई मॉडल के इतिहास से कुछ महत्वपूर्ण बिंदु इस प्रकार हैं:

• 1970 के दशक के अंत में, आईएसओ ने नेटवर्किंग के सामान्य मानकों और विधियों को विकसित करने के लिए एक कार्यक्रम आयोजित किया।
• 1973 में, यू.के. में एक प्रायोगिक पैकेट स्विच्ड सिस्टम ने उच्च-स्तरीय प्रोटोकॉल को परिभाषित करने की आवश्यकता की पहचान की।
• वर्ष 1983 में, OSI मॉडल को शुरू में वास्तविक इंटरफेस का विस्तृत विनिर्देशन बनाने के लिए बनाया गया था।
• 1984 में, OSI आर्किटेक्चर को औपचारिक रूप से ISO द्वारा एक अंतर्राष्ट्रीय मानक के रूप में अपनाया गया

OSI मॉडल की 7 परतें

OSI मॉडल एक स्तरित सर्वर आर्किटेक्चर सिस्टम है जिसमें प्रत्येक परत को निष्पादित करने के लिए एक विशिष्ट कार्य के अनुसार परिभाषित किया जाता है। ये सभी सात परतें डेटा को एक परत से दूसरी परत तक संचारित करने के लिए सहयोगात्मक रूप से काम करती हैं।

• ऊपरी परतें: यह एप्लीकेशन समस्याओं से निपटता है और अधिकतर सॉफ्टवेयर में ही लागू किया जाता है। उच्चतम स्तर अंतिम सिस्टम उपयोगकर्ता के सबसे करीब होता है। इस परत में, एक अंतिम उपयोगकर्ता से दूसरे अंतिम उपयोगकर्ता तक संचार एप्लीकेशन परत के बीच बातचीत का उपयोग करके शुरू होता है। यह अंतिम उपयोगकर्ता तक सभी तरह से प्रक्रिया करेगा।
• निचली परतेंये परतें डेटा परिवहन से संबंधित गतिविधियों को संभालती हैं। भौतिक परत और डेटालिंक परतें सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर में भी लागू की जाती हैं।

ऊपरी और निचली परतें नेटवर्क आर्किटेक्चर को नीचे दिए अनुसार सात अलग-अलग परतों में विभाजित करती हैं

• आवेदन
• प्रस्तुतिकरण
• अधिवेशन
• ट्रांसपोर्ट
• नेटवर्क, डेटा-लिंक
• भौतिक परतें

आइये प्रत्येक परत का विस्तार से अध्ययन करें:

एक प्रकार की प्रोग्रामिंग की पर्त

भौतिक परत आपको डेटा कनेक्शन के विद्युत और भौतिक विनिर्देशों को परिभाषित करने में मदद करती है। यह स्तर डिवाइस और भौतिक संचरण माध्यम के बीच संबंध स्थापित करता है। भौतिक परत प्रोटोकॉल या अन्य ऐसी उच्च-परत वस्तुओं से संबंधित नहीं है। दूरसंचार में भौतिक परत पर संचालित होने वाली तकनीक का एक उदाहरण PRI (प्राइमरी रेट इंटरफ़ेस) है। इसके बारे में अधिक जानने के लिए पीआरआई और यह कैसे काम करता हैअधिक जानकारी के लिए आप इस जानकारीपूर्ण लेख पर जा सकते हैं।

भौतिक परत में हार्डवेयर के उदाहरण हैं नेटवर्क एडाप्टर, ईथरनेट, रिपीटर्स, नेटवर्किंग हब आदि।

सूचना श्रंखला तल

डेटा लिंक परत उन त्रुटियों को ठीक करती है जो भौतिक परत पर हो सकती हैं। यह परत आपको दो जुड़े हुए नेटवर्क उपकरणों के बीच कनेक्शन स्थापित करने और समाप्त करने के लिए प्रोटोकॉल को परिभाषित करने की अनुमति देती है।

यह आईपी एड्रेस समझने योग्य परत है, जो आपको तार्किक एड्रेसिंग को परिभाषित करने में मदद करती है ताकि किसी भी समापन बिंदु की पहचान की जा सके।

यह परत आपको नेटवर्क के माध्यम से पैकेटों की रूटिंग को लागू करने में भी मदद करती है। यह आपको सबसे अच्छा रास्ता निर्धारित करने में मदद करती है, जो आपको स्रोत से गंतव्य तक डेटा ले जाने की अनुमति देता है।

डेटा लिंक परत को दो प्रकार की उप-परतों में विभाजित किया गया है:

1. मीडिया एक्सेस कंट्रोल (MAC) परत- यह नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार है कि नेटवर्क में डिवाइस किस प्रकार माध्यम तक पहुंच प्राप्त करता है और डेटा संचारित करने की अनुमति देता है।
2. तार्किक लिंक नियंत्रण परत- यह परत नेटवर्क परत प्रोटोकॉल की पहचान और समाविष्ट करने के लिए जिम्मेदार है और आपको त्रुटि खोजने की अनुमति देती है।

डेटालिंक परत के महत्वपूर्ण कार्य

• फ़्रेमिंग जो नेटवर्क परत से डेटा को फ़्रेम में विभाजित करता है।
• आपको स्रोत और गंतव्य मशीन के भौतिक पते को परिभाषित करने के लिए फ्रेम में हेडर जोड़ने की अनुमति देता है
• प्रेषक और प्राप्तकर्ता के तार्किक पते जोड़ता है
• यह संपूर्ण संदेश के स्रोत से गंतव्य तक वितरण की प्रक्रिया के लिए भी जिम्मेदार है।
• यह त्रुटि नियंत्रण के लिए एक प्रणाली भी प्रदान करता है जिसमें यह क्षतिग्रस्त या खोए हुए फ़्रेमों का पुनः पता लगाता है।
• डेटालिंक परत एक दूसरे से जुड़े हुए स्वतंत्र नेटवर्कों पर डेटा संचारित करने के लिए एक तंत्र भी प्रदान करती है।

ट्रांसपोर्ट परत

ट्रांसपोर्ट लेयर नेटवर्क लेयर पर आधारित होती है, ताकि सोर्स मशीन पर मौजूद प्रोसेस से डेस्टिनेशन मशीन पर मौजूद प्रोसेस तक डेटा ट्रांसपोर्ट किया जा सके। इसे सिंगल या मल्टीपल नेटवर्क का इस्तेमाल करके होस्ट किया जाता है, और यह सर्विस फंक्शन की क्वालिटी को भी बनाए रखता है।

यह निर्धारित करता है कि कितना डेटा कहाँ और किस दर पर भेजा जाना चाहिए। यह परत एप्लिकेशन परत से प्राप्त संदेशों पर आधारित होती है। यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि डेटा इकाइयाँ त्रुटि-मुक्त और अनुक्रम में वितरित की जाती हैं।

ट्रांसपोर्ट परत आपको प्रवाह नियंत्रण, त्रुटि नियंत्रण और विभाजन या विखंडन के माध्यम से किसी लिंक की विश्वसनीयता को नियंत्रित करने में मदद करती है।

ट्रांसपोर्ट लेयर सफल डेटा ट्रांसमिशन की पुष्टि भी करता है और अगर कोई त्रुटि नहीं हुई तो अगला डेटा भेजता है। TCP ट्रांसपोर्ट लेयर का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण है।

परिवहन परतों के महत्वपूर्ण कार्य

• यह सत्र परत से प्राप्त संदेश को खंडों में विभाजित करता है और उन्हें क्रमांकित करके अनुक्रम बनाता है।
• ट्रांसपोर्ट परत यह सुनिश्चित करती है कि संदेश गंतव्य मशीन पर सही प्रक्रिया तक पहुंचाया जाए।
• यह यह भी सुनिश्चित करता है कि संपूर्ण संदेश बिना किसी त्रुटि के पहुंच जाए, अन्यथा उसे पुनः प्रेषित किया जाना चाहिए।

नेटवर्क परत

नेटवर्क परत "विभिन्न नेटवर्कों" से जुड़े एक नोड से दूसरे नोड तक परिवर्तनीय लंबाई के डेटा अनुक्रमों को स्थानांतरित करने के कार्यात्मक और प्रक्रियात्मक साधन प्रदान करती है।

नेटवर्क स्तर पर संदेश वितरण किसी भी विश्वसनीय नेटवर्क स्तर प्रोटोकॉल की गारंटी नहीं देता है।

नेटवर्क परत से संबंधित परत-प्रबंधन प्रोटोकॉल हैं:

1. रूटिंग प्रोटोकॉल
2. मल्टीकास्ट समूह प्रबंधन
3. नेटवर्क-स्तर पता असाइनमेंट.

सत्र परत

सत्र परत कंप्यूटरों के बीच संवाद को नियंत्रित करती है। यह आपको स्थानीय और दूरस्थ एप्लिकेशन के बीच कनेक्शन शुरू करने और समाप्त करने में मदद करती है।

यह परत तार्किक कनेक्शन के लिए अनुरोध करती है जिसे अंतिम उपयोगकर्ता की आवश्यकता के अनुसार स्थापित किया जाना चाहिए। यह परत सभी महत्वपूर्ण लॉग-ऑन या पासवर्ड सत्यापन को संभालती है।

सत्र परत संवाद अनुशासन जैसी सेवाएँ प्रदान करती है, जो डुप्लेक्स या हाफ-डुप्लेक्स हो सकती है। इसे ज़्यादातर ऐसे अनुप्रयोग वातावरण में लागू किया जाता है जो रिमोट प्रक्रिया कॉल का उपयोग करते हैं।

सत्र परत का महत्वपूर्ण कार्य

• यह एक सत्र की स्थापना, रखरखाव और समाप्ति करता है।
• सत्र परत दो प्रणालियों को एक संवाद में प्रवेश करने में सक्षम बनाती है
• यह किसी प्रक्रिया को डेटा स्ट्रीम में चेकपॉइंट जोड़ने की भी अनुमति देता है।

प्रस्तुति अंश

प्रेजेंटेशन लेयर आपको दो संचार करने वाली संस्थाओं के बीच डेटा के आदान-प्रदान के स्वरूप को परिभाषित करने की अनुमति देता है। यह आपको डेटा संपीड़न और डेटा एन्क्रिप्शन को संभालने में भी मदद करता है।

यह परत डेटा को उस रूप में परिवर्तित करती है जिसे एप्लिकेशन द्वारा स्वीकार किया जाता है। यह डेटा को फ़ॉर्मेट और एन्क्रिप्ट भी करता है जिसे सभी नेटवर्क पर भेजा जाना चाहिए। इस परत को वाक्यविन्यास परत.

प्रस्तुति परतों का कार्य

• ASCII से EBCDIC में वर्ण कोड अनुवाद.
• डेटा संपीड़न: नेटवर्क पर प्रेषित किए जाने वाले बिट्स की संख्या को कम करने की अनुमति देता है।
• डेटा एन्क्रिप्शन: सुरक्षा उद्देश्यों के लिए डेटा एन्क्रिप्ट करने में आपकी सहायता करता है - उदाहरण के लिए, पासवर्ड एन्क्रिप्शन।
• यह ईमेल और फ़ाइल स्थानांतरण जैसी सेवाओं के लिए उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस और समर्थन प्रदान करता है।

अनुप्रयोग परत

एप्लीकेशन लेयर एक एप्लीकेशन प्रोग्राम के साथ इंटरैक्ट करता है, जो OSI मॉडल का सबसे उच्च स्तर है। एप्लीकेशन लेयर OSI लेयर है, जो अंतिम उपयोगकर्ता के सबसे करीब है। इसका मतलब है कि OSI एप्लीकेशन लेयर उपयोगकर्ताओं को अन्य सॉफ़्टवेयर एप्लीकेशन के साथ इंटरैक्ट करने की अनुमति देता है।

एप्लीकेशन लेयर एक संचार घटक को लागू करने के लिए सॉफ्टवेयर एप्लीकेशन के साथ इंटरैक्ट करता है। एप्लीकेशन प्रोग्राम द्वारा डेटा की व्याख्या हमेशा OSI मॉडल के दायरे से बाहर होती है।

अनुप्रयोग परत का उदाहरण फ़ाइल स्थानांतरण, ईमेल, रिमोट लॉगिन आदि जैसे अनुप्रयोग हैं।

एप्लीकेशन लेयर्स के कार्य हैं

• अनुप्रयोग-स्तर आपको संचार साझेदारों की पहचान करने, संसाधन उपलब्धता निर्धारित करने और संचार को सिंक्रनाइज़ करने में मदद करता है।
• यह उपयोगकर्ताओं को दूरस्थ होस्ट पर लॉग ऑन करने की अनुमति देता है
• यह परत विभिन्न ई-मेल सेवाएँ प्रदान करती है
• यह अनुप्रयोग विभिन्न वस्तुओं और सेवाओं के बारे में वैश्विक जानकारी के लिए वितरित डेटाबेस स्रोत और पहुंच प्रदान करता है।

ओएसआई मॉडल परतों के बीच अंतःक्रिया

एक कंप्यूटर अनुप्रयोग से दूसरे तक भेजी गई सूचना को प्रत्येक OSI परत से होकर गुजरना पड़ता है।

इसे नीचे दिए गए उदाहरण में समझाया गया है:

• ओएसआई मॉडल के अंतर्गत प्रत्येक परत, अपने से नीचे की अन्य दो परतों तथा किसी अन्य नेटवर्क कंप्यूटिंग सिस्टम में अपनी समकक्ष परत के साथ संचार करती है।
• नीचे दिए गए आरेख में, आप देख सकते हैं कि पहले सिस्टम की डेटा लिंक परत दो परतों, नेटवर्क परत और सिस्टम की भौतिक परत के साथ संचार करती है। यह आपको दूसरे सिस्टम की डेटा लिंक परत के साथ संचार करने में भी मदद करता है।

विभिन्न स्तरों पर समर्थित प्रोटोकॉल

परत	नाम	प्रोटोकॉल
परत 7	आवेदन	एसएमटीपी, एचटीटीपी, एफटीपी, पीओपी3, एसएनएमपी
परत 6	प्रस्तुतिकरण	एमपीईजी, एएससीएच, एसएसएल, टीएलएस
परत 5	अधिवेशन	नेटBIOS, SAP
परत 4	ट्रांसपोर्ट	टीसीपी, यूडीपी
परत 3	नेटवर्क	आईपीवी5, आईपीवी6, आईसीएमपी, आईपीएसईसी, एआरपी, एमपीएलएस।
परत 2	आंकड़ा कड़ी	आरएपीए, पीपीपी, फ्रेम रिले, एटीएम, फाइबर केबल, आदि।
परत 1	भौतिक	आरएस232, 100बेसटीएक्स, आईएसडीएन, 11.

ओएसआई और टीसीपी/आईपी के बीच अंतर

OSI और TCP/IP मॉडल के बीच कुछ महत्वपूर्ण अंतर इस प्रकार हैं:

ओएसआई मॉडल	टीसीपी/आईपी मॉडल
ओएसआई मॉडल इंटरफेस, सेवाओं और प्रोटोकॉल के बीच स्पष्ट अंतर प्रदान करता है।	टीसीपी/आईपी सेवाओं, इंटरफेस और प्रोटोकॉल के बीच कोई स्पष्ट विभेदक बिंदु प्रदान नहीं करता है।
OSI रूटिंग मानकों और प्रोटोकॉल को परिभाषित करने के लिए नेटवर्क परत का उपयोग करता है।	टीसीपी/आईपी केवल इंटरनेट परत का उपयोग करता है।
ओएसआई मॉडल निचली परतों की कार्यक्षमता को परिभाषित करने के लिए दो अलग-अलग परतों भौतिक और डेटा लिंक का उपयोग करता है	टीसीपी/आईपी केवल एक परत का उपयोग करता है (लिंक)।
ओएसआई मॉडल में, ट्रांसपोर्ट परत केवल कनेक्शन-उन्मुख है।	इसकी एक परत टीसीपी/आईपी मॉडल कनेक्शन-उन्मुख और कनेक्शन रहित दोनों है।
ओएसआई मॉडल में, डेटा लिंक परत और भौतिक परत अलग-अलग परतें हैं।	टीसीपी में डेटा लिंक परत और भौतिक परत को एक एकल होस्ट-टू-नेटवर्क परत के रूप में संयोजित किया जाता है।
OSI हेडर का न्यूनतम आकार 5 बाइट्स है।	न्यूनतम हेडर आकार 20 बाइट्स है.

ओएसआई मॉडल के लाभ

ओएसआई मॉडल का उपयोग करने के प्रमुख लाभ/फायदे इस प्रकार हैं:

• यह आपको राउटर, स्विच, मदरबोर्ड और अन्य हार्डवेयर को मानकीकृत करने में मदद करता है
• जटिलता को कम करता है और इंटरफेस को मानकीकृत करता है
• मॉड्यूलर इंजीनियरिंग को सुविधाजनक बनाता है
• आपको अंतर-संचालनीय प्रौद्योगिकी सुनिश्चित करने में मदद करता है
• विकास में तेजी लाने में आपकी मदद करता है
• प्रौद्योगिकी में परिवर्तन होने पर प्रोटोकॉल को नए प्रोटोकॉल से प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
• कनेक्शन-उन्मुख सेवाओं के साथ-साथ कनेक्शन रहित सेवा के लिए समर्थन प्रदान करें।
• यह कंप्यूटर नेटवर्किंग में एक मानक मॉडल है।
• कनेक्शन रहित और कनेक्शन-उन्मुख सेवाओं का समर्थन करता है।
• विभिन्न प्रकार के प्रोटोकॉल को अपनाने के लिए लचीलापन प्रदान करता है

ओएसआई मॉडल के नुकसान

ओएसआई मॉडल का उपयोग करने के कुछ नुकसान/ कमियां इस प्रकार हैं:

• प्रोटोकॉल तैयार करना एक कठिन काम है।
• आप इसे केवल संदर्भ मॉडल के रूप में उपयोग कर सकते हैं।
• कोई विशिष्ट प्रोटोकॉल परिभाषित नहीं करता है.
• ओएसआई नेटवर्क परत मॉडल में, कुछ सेवाओं को कई परतों में दोहराया जाता है जैसे कि परिवहन और डेटा लिंक परतें
• परतें समानांतर रूप से काम नहीं कर सकतीं क्योंकि प्रत्येक परत को पिछली परत से डेटा प्राप्त करने के लिए प्रतीक्षा करनी पड़ती है।

सारांश

• ओएसआई मॉडल एक तार्किक और वैचारिक मॉडल है जो नेटवर्क संचार को परिभाषित करता है जिसका उपयोग अन्य प्रणालियों के साथ अंतर्संबंध और संचार के लिए खुले सिस्टम द्वारा किया जाता है
• ओएसआई मॉडल में, परत केवल वहीं बनाई जानी चाहिए जहां अमूर्तता के निश्चित स्तर की आवश्यकता हो।
• OSI परत आपको नेटवर्क पर संचार को समझने में मदद करती है
• 1984 में, OSI आर्किटेक्चर को औपचारिक रूप से ISO द्वारा एक अंतर्राष्ट्रीय मानक के रूप में अपनाया गया

परत	नाम	समारोह	प्रोटोकॉल
परत 7	आवेदन	नेटवर्क संसाधनों तक पहुंच की अनुमति देने के लिए.	एसएमटीपी, एचटीटीपी, एफटीपी, पीओपी3, एसएनएमपी
परत 6	प्रस्तुतिकरण	डेटा का अनुवाद, एन्क्रिप्ट और संपीड़ित करना।	एमपीईजी, एएससीएच, एसएसएल, टीएलएस
परत 5	अधिवेशन	सत्र स्थापित करने, प्रबंधित करने और समाप्त करने के लिए	नेटBIOS, SAP
परत 4	ट्रांसपोर्ट	ट्रांसपोर्ट परत, स्रोत मशीन पर स्थित प्रक्रिया से गंतव्य मशीन पर स्थित प्रक्रिया तक डेटा परिवहन प्रदान करने के लिए नेटवर्क परत पर आधारित होती है।	टीसीपी, यूडीपी
परत 3	नेटवर्क	इंटरनेटवर्किंग प्रदान करना। पैकेट को स्रोत से गंतव्य तक ले जाना	आईपीवी5, आईपीवी6, आईसीएमपी, आईपीएसईसी, एआरपी, एमपीएलएस।
परत 2	आंकड़ा कड़ी	बिट्स को फ्रेम में व्यवस्थित करना। हॉप-टू-हॉप डिलीवरी प्रदान करना	आरएपीए, पीपीपी, फ्रेम रिले, एटीएम, फाइबर केबल, आदि।
परत 1	भौतिक	किसी माध्यम पर बिट्स संचारित करना। यांत्रिक और विद्युत विनिर्देश प्रदान करना	आरएस232, 100बेसटीएक्स, आईएसडीएन, 11.