OSI-modellagen en protocollen in computernetwerken

Wat is het OSI-model?

Het OSI-model is een logisch en conceptueel model dat netwerkcommunicatie definieert die wordt gebruikt door systemen die openstaan ​​voor interconnectie en communicatie met andere systemen. Het Open System Interconnection (OSI-model) definieert ook een logisch netwerk en beschrijft effectief de overdracht van computerpakketten door gebruik te maken van verschillende protocollagen.

Kenmerken van het OSI-model

Hier zijn enkele belangrijke kenmerken van het OSI-model:

• Een laag mag alleen worden gecreëerd waar de specifieke niveaus van abstractie zijn nodig.
• De functie van elke laag moet worden geselecteerd volgens de internationaal gestandaardiseerde protocollen.
• Het aantal lagen moet groot zijn, zodat er geen aparte functies in dezelfde laag worden geplaatst. Tegelijkertijd moet het klein genoeg zijn, zodat de architectuur niet te ingewikkeld wordt.
• In het OSI-model vertrouwt elke laag op de volgende lagere laag om primitieve functies uit te voeren. Elk niveau moet diensten kunnen leveren aan de volgende hogere laag
• Veranderingen die in één laag worden aangebracht, zouden geen veranderingen in andere lagen nodig moeten hebben.

Waarom van het OSI-model?

• Helpt u de communicatie via een netwerk te begrijpen
• Het oplossen van problemen is eenvoudiger door functies in verschillende netwerklagen te verdelen.
• Helpt u nieuwe technologieën te begrijpen terwijl ze worden ontwikkeld.
• Hiermee kunt u primaire functionele relaties op verschillende netwerklagen vergelijken.

Geschiedenis van het OSI-model

Hier zijn essentiële oriëntatiepunten uit de geschiedenis van het OSI-model:

• Eind jaren zeventig voerde de ISO een programma uit om algemene normen en netwerkmethoden te ontwikkelen.
• In 1973 identificeerde een experimenteel pakketgeschakeld systeem in Groot-Brittannië de vereiste voor het definiëren van protocollen op een hoger niveau.
• In het jaar 1983 was het OSI-model aanvankelijk bedoeld als een gedetailleerde specificatie van daadwerkelijke interfaces.
• In 1984 werd de OSI-architectuur formeel door ISO aangenomen als internationale standaard

7 lagen van het OSI-model

Het OSI-model is een gelaagd serverarchitectuursysteem waarbij elke laag is gedefinieerd op basis van een specifieke functie. Al deze zeven lagen werken samen om... transmit de gegevens van de ene laag naar de andere.

• De bovenste lagen: Het behandelt applicatieproblemen en wordt meestal alleen in software geïmplementeerd. De hoogste ligt het dichtst bij de eindgebruiker. In deze laag begint de communicatie van de ene eindgebruiker naar de andere door gebruik te maken van de interactie tussen de applicatielaag. Het wordt verwerkt tot aan de eindgebruiker.
• De lagere lagen: Deze lagen verwerken activiteiten die verband houden met datatransport. De fysieke laag en datalinklagen zijn ook geïmplementeerd in software en hardware.

De bovenste en onderste lagen verdelen de netwerkarchitectuur verder in zeven verschillende lagen, zoals hieronder

• Aanvraag
• Presentatie
• Sessie
• Transport
• Netwerk, datalink
• Fysieke lagen

Laten we elke laag in detail bestuderen:

Fysieke laag

De fysieke laag helpt u bij het definiëren van de elektrische en fysieke specificaties van de dataverbinding. Dit niveau stelt de relatie vast tussen een apparaat en een fysiek transmissiemedium. De fysieke laag houdt zich niet bezig met protocollen of andere dergelijke items van een hogere laag. Een voorbeeld van een technologie die op de fysieke laag in telecommunicatie werkt, is PRI (Primary Rate Interface). Om meer te weten te komen over PRI en hoe het werkt, kunt u dit informatieve artikel bezoeken.

Voorbeelden van hardware in de fysieke laag zijn netwerkadapters, ethernet, repeaters, netwerkhubs, etc.

Datalinklaag

De datalinklaag corrigeert fouten die op de fysieke laag kunnen optreden. Met de laag kunt u het protocol definiëren om een ​​verbinding tussen twee verbonden netwerkapparaten tot stand te brengen en te beëindigen.

Het is een begrijpelijke IP-adreslaag, die u helpt bij het definiëren van logische adressering, zodat elk eindpunt kan worden geïdentificeerd.

De laag helpt u ook bij het implementeren van de routering van pakketten via een netwerk. Het helpt u bij het definiëren van het beste pad, waardoor u gegevens van de bron naar de bestemming kunt brengen.

De datalinklaag is onderverdeeld in twee soorten sublagen:

1. De MAC-laag (Media Access Control) regelt hoe apparaten in een netwerk toegang krijgen tot het medium en staat de volgende handelingen toe: transmit data.
2. Logische linkcontrolelaag - Deze laag is verantwoordelijk voor de identiteit en het inkapselen van netwerklaagprotocollen en stelt u in staat de fout te vinden.

Belangrijke functies van Datalink Layer

• Framing waarbij de gegevens van de netwerklaag in frames worden verdeeld.
• Hiermee kunt u een header aan het frame toevoegen om het fysieke adres van de bron- en de bestemmingsmachine te definiëren
• Voegt logische adressen van de afzender en ontvangers toe
• Het is ook verantwoordelijk voor het sourcingproces tot aan de bestemmingsproceslevering van het volledige bericht.
• Het biedt tevens een systeem voor foutcontrole, waarmee het fouten detecteert.transmits schade of ontbrekende frames.
• De datalinklaag biedt ook een mechanisme om transmit Gegevens over onafhankelijke netwerken die met elkaar verbonden zijn.

Transport laag

De transportlaag bouwt voort op de netwerklaag om gegevenstransport te bieden van een proces op een bronmachine naar een proces op een bestemmingsmachine. Het wordt gehost via enkele of meerdere netwerken en behoudt ook de kwaliteit van de servicefuncties.

Het bepaalt hoeveel data waar en tegen welke snelheid verzonden moet worden. Deze laag bouwt voort op de berichten die vanuit de applicatielaag worden ontvangen. Het zorgt ervoor dat gegevenseenheden foutloos en in volgorde worden afgeleverd.

De transportlaag helpt u de betrouwbaarheid van een link te controleren via stroomcontrole, foutcontrole en segmentatie of desegmentatie.

De transportlaag biedt ook een bevestiging van de succesvolle gegevensoverdracht en stuurt de volgende gegevens als er geen fouten zijn opgetreden. TCP is het bekendste voorbeeld van de transportlaag.

Belangrijke functies van transportlagen

• Het bericht dat van de sessielaag wordt ontvangen, wordt in segmenten verdeeld en genummerd om een ​​volgorde te creëren.
• De transportlaag zorgt ervoor dat het bericht bij het juiste proces op de bestemmingsmachine wordt afgeleverd.
• Het zorgt er ook voor dat het hele bericht zonder fouten aankomt; anders moet het opnieuw verzonden worden.transmitted.

Netwerklaag

De netwerklaag biedt de functionele en procedurele middelen voor het overbrengen van gegevensreeksen met variabele lengte van het ene knooppunt naar het andere dat is verbonden in "verschillende netwerken".

Het bezorgen van berichten op de netwerklaag biedt geen garantie voor een betrouwbaar netwerklaagprotocol.

Laagbeheerprotocollen die tot de netwerklaag behoren zijn:

1. routeringsprotocollen
2. multicast-groepsbeheer
3. adrestoewijzing op netwerklaag.

Sessielaag

Session Layer bestuurt de dialogen tussen computers. Het helpt u bij het tot stand brengen van het starten en beëindigen van de verbindingen tussen de lokale en externe applicatie.

Deze laag vraagt ​​om een ​​logische verbinding die tot stand moet worden gebracht op basis van de vereisten van de eindgebruiker. Deze laag verzorgt alle belangrijke aanmeldings- of wachtwoordvalidatie.

Session layer biedt services zoals dialog discipline, die duplex of half-duplex kunnen zijn. Het wordt meestal geïmplementeerd in applicatieomgevingen die remote procedure calls gebruiken.

Belangrijke functie van Session Layer

• Het brengt een sessie tot stand, onderhoudt en beëindigt deze.
• Met de sessielaag kunnen twee systemen een dialoog aangaan
• Het maakt het ook mogelijk dat een proces een controlepunt toevoegt aan de stroom aan gegevens.

Presentatie laag

Met de presentatielaag kunt u de vorm definiëren waarin de gegevens moeten worden uitgewisseld tussen de twee communicerende entiteiten. Het helpt u ook bij het verwerken van datacompressie en data-encryptie.

Deze laag transformeert gegevens naar de vorm die door de applicatie wordt geaccepteerd. Het formatteert en codeert ook gegevens die over alle netwerken moeten worden verzonden. Deze laag wordt ook wel a syntaxis laag.

De functie van presentatielagen

• Karaktercodevertaling van ASCII naar EBCDIC.
• Datacompressie: Hiermee kan het aantal bits dat gecomprimeerd moet worden, worden verminderd. transmitTed op het netwerk.
• Gegevensversleuteling: Helpt u gegevens te versleutelen voor veiligheidsdoeleinden, bijvoorbeeld wachtwoordversleuteling.
• Het biedt een gebruikersinterface en ondersteuning voor diensten zoals e-mail en bestandsoverdracht.

Applicatielaag

De applicatielaag werkt samen met een applicatieprogramma, het hoogste niveau van het OSI-model. De applicatielaag is de OSI-laag, die het dichtst bij de eindgebruiker staat. Het betekent dat de OSI-applicatielaag gebruikers in staat stelt te communiceren met andere softwareapplicaties.

De applicatielaag werkt samen met softwareapplicaties om een ​​communicerende component te implementeren. De interpretatie van gegevens door het applicatieprogramma valt altijd buiten de reikwijdte van het OSI-model.

Een voorbeeld van de applicatielaag is een applicatie voor bijvoorbeeld bestandsoverdracht, e-mail, extern inloggen, etc.

De functie van de applicatielagen is

• Met de applicatielaag kunt u communicatiepartners identificeren, de beschikbaarheid van bronnen bepalen en communicatie synchroniseren.
• Hiermee kunnen gebruikers inloggen op een externe host
• Deze laag biedt verschillende e-maildiensten
• Deze applicatie biedt gedistribueerde databasebronnen en toegang voor globale informatie over verschillende objecten en diensten.

Interactie tussen OSI-modellagen

Informatie die van de ene computertoepassing naar de andere wordt verzonden, moet door elk van de OSI-lagen gaan.

Dit wordt uitgelegd in het onderstaande voorbeeld:

• Elke laag binnen een OSI-model communiceert met de andere twee lagen die eronder liggen en met de peer-laag in een ander netwerkcomputersysteem.
• In het onderstaande diagram kunt u zien dat de datalinklaag van het eerste systeem communiceert met twee lagen: de netwerklaag en de fysieke laag van het systeem. Het helpt u ook om te communiceren met de datalinklaag van het tweede systeem.

Protocollen ondersteund op verschillende niveaus

Verschillende Lagen	Naam	protocollen
Laag 7	Aanvraag	SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
Laag 6	Presentatie	MPEG, ASCH, SSL, TLS
Laag 5	Sessie	NetBIOS, SAP
Laag 4	Transport	TCP, UDP
Laag 3	Netwerk	IPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
Laag 2	Datalink	RAPA, PPP, Frame Relay, ATM, glasvezelkabel, enz.
Laag 1	fysiek	RS232, 100BaseTX, ISDN, 11.

Verschillen tussen OSI en TCP/IP

Hier volgen enkele belangrijke verschillen tussen het OSI- en TCP/IP-model:

OSI-model	TCP/IP-model
Het OSI-model biedt een duidelijk onderscheid tussen interfaces, services en protocollen.	TCP/IP biedt geen duidelijk onderscheid tussen services, interfaces en protocollen.
OSI gebruikt de netwerklaag om routeringsstandaarden en protocollen te definiëren.	TCP/IP gebruikt alleen de internetlaag.
Het OSI-model gebruikt twee afzonderlijke fysieke lagen en een datalink om de functionaliteit van de onderste lagen te definiëren	TCP/IP gebruikt slechts één laag (link).
OSI-model, de transportlaag is alleen verbindingsgericht.	Een laag van TCP/IP-model is zowel verbindingsgericht als verbindingsloos.
In het OSI-model zijn de datalinklaag en de fysieke laag afzonderlijke lagen.	Bij TCP worden de datalinklaag en de fysieke laag gecombineerd als een enkele host-naar-netwerklaag.
De minimale grootte van de OSI-header is 5 bytes.	De minimale headergrootte is 20 bytes.

Voordelen van het OSI-model

Hier volgen de belangrijkste voordelen/voordelen van het gebruik van het OSI-model:

• Het helpt u bij het standaardiseren van router, switch, moederbord en andere hardware
• Vermindert complexiteit en standaardiseert interfaces
• Vergemakkelijkt modulaire engineering
• Helpt u bij het garanderen van interoperabele technologie
• Helpt u de evolutie te versnellen
• Protocollen kunnen worden vervangen door nieuwe protocollen wanneer de technologie verandert.
• Ondersteuning bieden voor verbindingsgerichte diensten en verbindingsloze diensten.
• Het is een standaardmodel in computernetwerken.
• Ondersteunt verbindingsloze en verbindingsgerichte diensten.
• Biedt flexibiliteit om zich aan te passen aan verschillende soorten protocollen

Nadelen van het OSI-model

Hier zijn enkele nadelen/nadelen van het gebruik van het OSI-model:

• Het aanpassen van protocollen is een vervelende klus.
• Je kunt hem alleen als referentiemodel gebruiken.
• Definieert geen specifiek protocol.
• In het OSI-netwerklaagmodel worden sommige services in veel lagen gedupliceerd, zoals de transport- en datalinklagen
• Lagen kunnen niet parallel werken, omdat elke laag moet wachten voordat gegevens uit de vorige laag worden opgehaald.

Samenvatting

• Het OSI-model is een logisch en conceptueel model dat netwerkcommunicatie definieert dat wordt gebruikt door systemen die openstaan ​​voor interconnectie en communicatie met andere systemen
• In het OSI-model moet een laag alleen worden aangemaakt waar de vastgestelde niveaus van abstractie zijn nodig.
• De OSI-laag helpt u de communicatie via een netwerk te begrijpen
• In 1984 werd de OSI-architectuur formeel door ISO aangenomen als internationale standaard

Verschillende Lagen	Naam	Functie	protocollen
Laag 7	Aanvraag	Om toegang tot netwerkbronnen mogelijk te maken.	SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
Laag 6	Presentatie	Om gegevens te vertalen, coderen en comprimeren.	MPEG, ASCH, SSL, TLS
Laag 5	Sessie	Om de sessie tot stand te brengen, te beheren en te beëindigen	NetBIOS, SAP
Laag 4	Transport	De transportlaag bouwt voort op de netwerklaag om gegevenstransport te bieden van een proces op een bronmachine naar een proces op een bestemmingsmachine.	TCP, UDP
Laag 3	Netwerk	Het verzorgen van internetwerk. Om pakketten van bron naar bestemming te verplaatsen	IPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
Laag 2	Datalink	Om bits in frames te ordenen. Om hop-to-hop bezorging mogelijk te maken	RAPA, PPP, Frame Relay, ATM, glasvezelkabel, enz.
Laag 1	fysiek	Naar transmit bits over een medium. Om mechanische en elektrische specificaties te leveren.	RS232, 100BaseTX, ISDN, 11.