Bilgisayar Ağındaki OSI Modeli Katmanları ve Protokolleri
Bryce Leo
⚡ Akıllı Özet
OSI Modeli Katmanları ve Protokolleri, ağ iletişiminin kavramsal olarak yedi katmana nasıl yapılandırıldığını tanımlar: Fiziksel, Veri Bağlantısı, Ağ, Taşıma, Oturum, Sunum ve Uygulama. Her katmanın belirli sorumlulukları ve protokolleri vardır ve yalnızca üstündeki ve altındaki katmana hizmet eder.
OSI Modeli nedir?
MKS OSI (Açık Sistemler Arası Bağlantı) Modeli Ağdaki sistemler arasında verilerin nasıl hareket ettiğini açıklayan kavramsal bir referans modelidir. İletişimi yedi temel bölüme ayırır.tracHer birinin açıkça tanımlanmış bir sorumluluğu ve belirli bir protokol kümesi olan t katmandan oluşur. Model, gerçek ağlarda tam olarak çizildiği gibi uygulanmaz — gerçekte kullanılan protokol yığını TCP/IP'dir — ancak OSI katmanları, mühendislerin ağ sorunları hakkında akıl yürütmek için kullandıkları standart terminoloji olmaya devam etmektedir.
OSI Modelinin Özellikleri
- Katman yalnızca belirgin bir abs seviyesinin olduğu yerlerde oluşturulur.traction gereklidir.
- Her katmanın işlevi, uluslararası standartlaştırılmış bir protokole uygun olacak şekilde seçilir.
- Katmanlar, farklı görevleri birbirinden ayıracak kadar çok, ancak aşırı karmaşıklığı önleyecek kadar az olmalıdır.
- Her katman, temel hizmetler için hemen altındaki katmana bağımlıdır ve hemen üstündeki katmana hizmetler sunar.
- Bir katman içindeki bir değişiklik, üst veya alt katmanlarda değişiklik gerektirmemelidir.
OSI Modelini Neden Kullanmalıyız?
- Ağ genelinde iletişimi anlamak için ortak bir terminoloji sağlar.
- İşlevleri bağımsız ağ katmanlarına ayırarak sorun gidermeyi kolaylaştırır.
- Mühendislerin yeni teknolojileri haritalama yoluyla özümsemelerine yardımcı olur.ping onları tanıdık katmanların üzerine yerleştirin.
- Farklı protokol yığınları arasındaki işlevsel ilişkileri karşılaştırmanıza olanak tanır.
OSI Modelinin Tarihçesi
- 1970'lerin sonu — ISO, genel ağ standartlarını tanımlamak için bir program başlattı.
- 1973 — İngiltere'de deneysel olarak kullanılan paket anahtarlamalı bir sistem, daha üst düzey protokollere duyulan ihtiyacı ortaya koydu.
- 1983 — OSI modeli ilk olarak ayrıntılı bir arayüz spesifikasyonu olarak yayınlandı.
- 1984 — ISO, OSI mimarisini uluslararası bir standart olarak resmen kabul etti (ISO 7498).
OSI Modelinin 7 Katmanı
OSI Modeli, her katmanın belirli bir işlevi yerine getirdiği katmanlı bir referans mimarisidir. Yedi katman, veriyi göndericiden alıcıya iletmek için birlikte çalışır.
- Üst katmanlar (Uygulama, Sunum, Oturum): Uygulama semantiğiyle ilgilenir ve öncelikle yazılımda çalışır.
- Alt katmanlar (Ulaşım, Ağ, Veri Bağlantısı, Fiziksel): Veri iletimi, paketleme, çerçeveleme ve fiziksel ortamla ilgilenir. Veri Bağlantısı ve Fiziksel ortam ayrıca donanımı da içerir.
Yukarıdan aşağıya doğru yedi katman şunlardır:
- Uygulama
- Sunum
- oturum
- Transfer
- ağ
- Veri Bağlantısı
- Fiziksel
Ağ katmanları diyagramı.
Fiziksel katman
MKS Fiziksel katman Veri bağlantısının elektriksel, mekanik ve fiziksel özelliklerini tanımlar. Ham bitleri bir iletim ortamı üzerinden taşır ve protokoller veya üst katman semantiğiyle ilgilenmez. PRI (Primary Rate Interface), bu katmanda çalışan bir telekomünikasyon örneğidir — daha fazla bilgi için ilgili bölüme bakın. PRI eğitim videosu.
Fiziksel katman donanımına örnek olarak ağ adaptörleri, Ethernet kabloları, tekrarlayıcılar ve ağ hub'ları verilebilir.
Veri Bağlantı Katmanı
MKS Veri Bağlantı Katmanı Fiziksel katmanda oluşabilecek hataları tespit eder ve düzeltir; ayrıca doğrudan bağlı iki cihaz arasında bağlantı kuran ve sonlandıran protokolü yönetir. Ham verileri yapılandırılmış çerçevelere dönüştürür ve fiziksel (MAC) adreslemeyi ele alır.
Veri bağlantısı iki alt katmana ayrılmıştır:
- Medya Erişim Kontrolü (MAC): Cihazların paylaşılan ortama nasıl erişeceğini ve nasıl erişeceğini kontrol eder. transmit verileri.
- Mantıksal Bağlantı Kontrolü (LLC): Ağ katmanı protokollerini tanımlar, özetler ve hataları tespit eder.
Veri Bağlantı Katmanının Önemli Fonksiyonları
- Çerçeveleme: Ağ katmanı verilerini çerçevelere ayırır.
- Kaynak ve hedef cihazların fiziksel (MAC) adreslerini içeren bir başlık ekler.
- Bitişik cihazlar arasında çerçevelerin uçtan uca iletilmesini sağlar.
- Hataları tespit eder ve hasarlı veya kayıp karelerin yeniden gönderilmesini ister.
- Birbirine bağlı bağımsız ağlar arasında geçiş yapmayı sağlayan bir mekanizma sunar.
Ağ katmanı
MKS Ağ katmanı Farklı ağlarda bulunan sunucular arasında değişken uzunluktaki veri dizilerinin aktarılması için işlevsel ve prosedürel araçlar sağlar. Mantıksal adresleme (IP), yönlendirme ve paket iletme işlemlerini yönetir.
Ağ katmanı üzerinden veri iletimi doğası gereği güvenilir değildir; bu garanti, taşıma katmanının görevidir. Bu katmandaki katman yönetimi protokolleri şunlardır:
- Yönlendirme protokolleri (OSPF, BGP, RIP).
- Çoklu yayın grubu yönetimi (IGMP).
- Ağ katmanı adres ataması (DHCP).
Taşıma katmanı
MKS Taşıma katmanı Ağ katmanını temel alarak, kaynak ve hedef makinelerdeki işlemler arasında uçtan uca veri aktarımı sağlar. Sıralama, güvenilirlik ve akış kontrolü gibi hizmet kalitesi özelliklerini korur.
Taşıma katmanı, üst katman mesajlarını segmentlere ayırır, numaralandırır ve alıcıda yeniden birleştirir. TCP gibi güvenilir protokollerle kullanıldığında hatasız ve sıralı teslimatı garanti eder veya UDP ile kullanıldığında hız karşılığında veri kaybını kabul eder.
Taşıma katmanının önemli işlevleri
- Oturum katmanından alınan mesajı bölümlere ayırır ve her bölümü numaralandırır.
- Her bir segmenti, portları kullanarak hedef makinedeki doğru işleme iletir.
- Mesajın tamamının hatasız bir şekilde iletilmesini sağlar.transmitgerektiğinde.
- Hızlı göndericinin yavaş alıcıyı aşırı yüklemesini önlemek için akış kontrolünü yönetir.
Oturum Katmanı
MKS Oturum katmanı İki bilgisayar arasındaki diyalogları (oturumları) kontrol eder. Mantıksal bağlantıları kurar, yönetir ve sonlandırır, gerektiğinde kimlik doğrulamayı gerçekleştirir ve hem tam çift yönlü hem de yarı çift yönlü diyalogları destekler. Çoğunlukla uzaktan prosedür çağrıları kullanan ortamlarda uygulanır.
Oturum katmanının önemli işlevleri
- İki sistem arasında bir oturum kurar, sürdürür ve sonlandırır.
- İki sistemin de kontrollü bir diyaloğa girmesini sağlar.
- Bir veri akışına kontrol noktaları ekleyerek, bir kesinti sonrasında oturumun devam etmesini sağlar.
Sunum Katmanı
MKS Sunum katmanı İki iletişim kuran varlık arasında veri alışverişinin formatını tanımlar ve sıkıştırma ve şifrelemeyi yönetir. Bazen şu şekilde de adlandırılır: sözdizimi katmanı.
Sunum katmanının işlevleri
- Karakter kümesi çevirisi (örneğin, ASCII'den EBCDIC'ye).
- İletilen veri miktarını azaltmak için veri sıkıştırma.
- Veri şifreleme — örneğin, veri bütünlüğünü ve gizliliğini korumak için TLS.
- E-posta ve dosya transferi gibi hizmetler için format desteği sağlar.
Uygulama katmanı
MKS Uygulama katmanı Son kullanıcıya en yakın katmandır ve uygulamalarla doğrudan etkileşim kuran tek katmandır. Uygulamaların kendilerini içermez; bunun yerine uygulamaların kullandığı ağ hizmetlerini sunar.
Uygulama katmanının işlevleri
- İletişim ortaklarını belirler, kaynakların kullanılabilirliğini tespit eder ve iletişimi senkronize eder.
- Kullanıcıların uzak bir sunucuya giriş yapmasına olanak tanır.
- E-posta hizmetleri ve rehber erişimi sağlar.
- Nesneler ve hizmetler hakkında küresel bilgilere yönelik dağıtılmış veritabanı erişimi sunar.
OSI Model Katmanları Arasındaki Etkileşim
Bir bilgisayar uygulamasından diğerine gönderilen bilgiler, göndericideki OSI katmanlarından aşağı doğru akar, kablo üzerinden geçer ve alıcıdaki katmanlardan tekrar yukarı doğru çıkar.
- Her katman, kendisinden üstteki katmanla, kendisinden alttaki katmanla ve uzak sistemdeki karşılık gelen eş katmanla iletişim kurar.
- Aşağıdaki şemada, birinci sistemin Veri Bağlantı katmanı, aynı ana bilgisayardaki Ağ ve Fiziksel katmanlarla ve uzaktaki sistemin Veri Bağlantı katmanıyla iletişim kurmaktadır.
Her OSI Katmanında Desteklenen Protokoller
| tabaka | İsim | Ortak Protokoller |
|---|---|---|
| 7 Katmanı | Uygulama | SMTP, HTTP, HTTPS, FTP, POP3, SNMP, DNS |
| 6 Katmanı | Sunum | MPEG, ASCII, SSL, TLS |
| 5 Katmanı | oturum | NetBIOS, SAPRPC |
| 4 Katmanı | Transfer | TCP, UDP, SCTP |
| 3 Katmanı | ağ | IPv4, IPv6, ICMP, IPsec, ARP, MPLS |
| 2 Katmanı | Veri Bağlantısı | Ethernet, PPP, Frame Relay, ATM, HDLC |
| 1 Katmanı | Fiziksel | RS-232, 100BaseTX, ISDN, IEEE 802.11 (fiziksel sinyalleme) |
OSI ve TCP/IP Arasındaki Farklar
| OSI Modeli | TCP/IP Modeli |
|---|---|
| Arayüzler, hizmetler ve protokoller arasında net bir ayrım sağlar. | Hizmetler, arayüzler ve protokoller arasında kesin bir ayrım yapmaz. |
| Yedi katmanı vardır. | Dört katmanı vardır (Uygulama, Taşıma, İnternet, Ağ Erişimi). |
| Yönlendirme için özel bir Ağ katmanı kullanır. | Yönlendirme ve adreslemeyi birleştiren tek bir internet katmanı kullanır. |
| Ayrı fiziksel ve veri bağlantı katmanlarına sahiptir. | Fiziksel ve Veri Bağlantı katmanlarını tek bir Ağ Erişim katmanında birleştirir. |
| Taşıma katmanı bağlantı odaklıdır. | MKS TCP / IP Taşıma katmanı hem bağlantı odaklı (TCP) hem de bağlantısız (UDP) olabilir. |
| Minimum OSI başlık boyutu yaklaşık 5 bayttır. | Minimum TCP/IP başlık boyutu 20 bayttır. |
OSI Modelinin Avantajları
- Yönlendiricileri, anahtarları ve diğer donanımları, iyi tanımlanmış katman sınırları etrafında standartlaştırır.
- Karmaşıklığı azaltır ve arayüzleri standartlaştırır.
- Modüler mühendisliği kolaylaştırır; tedarikçiler diğer katmanları bozmadan tek bir katman içinde yenilik yapabilirler.
- Farklı tedarikçiler arasında birlikte çalışabilir teknolojiyi garanti eder.
- Ağ protokollerinin evrimini hızlandırır.
- Hem bağlantı odaklı hem de bağlantı gerektirmeyen hizmetler için destek sağlar.
- Bilgisayar ağları eğitiminde standart referans modeli olmaya devam etmektedir.
- Çeşitli protokollere uyum sağlama esnekliği sunar.
OSI Modelinin Dezavantajları
- Gerçek dünya protokollerini OSI katmanlarına yerleştirmek zahmetli olabilir.
- Bu sadece bir referans modelidir; belirli protokolleri tanımlamaz.
- Bazı hizmetler katmanlar arasında tekrarlanır (örneğin, Taşıma ve Veri Bağlantısı katmanlarında hata kontrolü).
- Katmanlar paralel olarak çalışamaz; her biri bir önceki katmanın çıktısını bekler.
