OSI je skratka pre Open Systems Interconnection , kde open znamená povedzme nechránené. Ide o 7-vrstvovú architektúru, pričom každá vrstva má špecifické funkcie. Všetkých týchto 7 vrstiev spolupracuje na prenose údajov od jednej osoby k druhej po celom svete. Referenčný model OSI bol vyvinutý spoločnosťou ISO – Medzinárodná organizácia pre normalizáciu “, v roku 1984.

Model OSI poskytuje a teoretický základ pre pochopenie sieťová komunikácia . Zvyčajne však nie je priamo implementovaný ako celok v reálnom svete sieťový hardvér alebo softvér . namiesto toho špecifické protokoly a technológie sú často navrhnuté na základe princípov uvedených v OSI model na uľahčenie efektívneho prenosu údajov a sieťových operácií.

Predpoklad: Základy počítačových sietí

• Čo je model OSI?
• Čo je 7 vrstiev modelu OSI?
• Fyzická vrstva – vrstva 1
• Sieťová vrstva – Vrstva 3
• Transportná vrstva – vrstva 4
• Vrstva relácie – vrstva 5
• Prezentačná vrstva – Vrstva 6
• Aplikačná vrstva – vrstva 7
• Výhody modelu OSI
• Model OSI v skratke
• Model OSI vs TCP/IP

Čo je model OSI?

Model OSI, vytvorený v roku 1984 ISO , je referenčný rámec, ktorý vysvetľuje proces prenosu údajov medzi počítačmi. Delí sa na sedem vrstiev, ktoré spolupracujú vykonávať špecializované sieťové funkcie , čo umožňuje systematickejší prístup k vytváraniu sietí.

Čo je 7 vrstiev modelu OSI?

Model OSI pozostáva zo siedmich abstrakcií usporiadaných v poradí zhora nadol:

1. Fyzická vrstva
2. Sieťová vrstva
4. Transportná vrstva
5. Vrstva relácie
6. Prezentačná vrstva
7. Aplikačná vrstva

Fyzická vrstva – vrstva 1

Najnižšou vrstvou referenčného modelu OSI je fyzická vrstva. Je zodpovedný za skutočné fyzické spojenie medzi zariadeniami. Fyzická vrstva obsahuje informácie vo forme bitov. Je zodpovedný za prenos jednotlivých bitov z jedného uzla do druhého. Pri prijímaní údajov táto vrstva získa prijatý signál a prevedie ho na 0s a 1s a pošle ich do vrstvy Data Link, ktorá rám opäť spojí.

Funkcie fyzickej vrstvy

• Bitová synchronizácia: Fyzická vrstva zabezpečuje synchronizáciu bitov poskytovaním hodín. Tieto hodiny riadia odosielateľa aj prijímača, čím zabezpečujú synchronizáciu na bitovej úrovni.
• Ovládanie bitovej rýchlosti: Fyzická vrstva tiež definuje prenosovú rýchlosť, t.j. počet bitov odoslaných za sekundu.
• Fyzické topológie: Fyzická vrstva určuje, ako sú rôzne zariadenia/uzly usporiadané v sieti, t. j. zbernicová, hviezdicová alebo sieťová topológia.
• Režim prenosu: Fyzická vrstva tiež definuje, ako tok údajov medzi dvoma pripojenými zariadeniami. Rôzne možné režimy prenosu sú Simplex, Half-duplex a Full-Duplex.

Poznámka:

1. Hub, opakovač, modem a káble sú zariadenia fyzickej vrstvy.
2. Sieťová vrstva, vrstva dátového spojenia a fyzická vrstva sú tiež známe ako Spodné vrstvy alebo Hardvérové ​​vrstvy .

Mac adresa .
Vrstva dátového spojenia je rozdelená na dve podvrstvy:

ako triediť zoznam polí v jave

1. Media Access Control (MAC)

Paket prijatý zo sieťovej vrstvy je ďalej rozdelený na rámce v závislosti od veľkosti rámca NIC (Network Interface Card). DLL tiež zapuzdruje MAC adresu odosielateľa a príjemcu do hlavičky.

MAC adresa prijímača sa získa umiestnením ARP (Address Resolution Protocol) žiadosť na drôt s otázkou Kto má túto IP adresu? a cieľový hostiteľ odpovie svojou MAC adresou.

Funkcie vrstvy dátového spojenia

• Rámovanie: Rámovanie je funkciou vrstvy dátového spojenia. Poskytuje odosielateľovi spôsob, ako vysielať sadu bitov, ktoré majú význam pre príjemcu. To sa dá dosiahnuť pripevnením špeciálnych bitových vzorov na začiatok a koniec rámu.
• Fyzické adresovanie: Po vytvorení rámcov vrstva dátového spojenia pridá fyzické adresy ( MAC adresy ) odosielateľa a/alebo príjemcu v hlavičke každého rámca.
• Kontrola chýb: Vrstva dátového spojenia poskytuje mechanizmus kontroly chýb, v ktorom deteguje a opätovne prenáša poškodené alebo stratené snímky.
• Kontrola toku: Rýchlosť prenosu dát musí byť na oboch stranách konštantná, inak sa dáta môžu poškodiť, takže riadenie toku koordinuje množstvo dát, ktoré je možné odoslať pred prijatím potvrdenia.
• Riadenie prístupu: Keď jeden komunikačný kanál zdieľa viacero zariadení, podvrstva MAC vrstvy dátového spojenia pomáha určiť, ktoré zariadenie má v danom čase kontrolu nad kanálom.

Poznámka:

1. Paket vo vrstve dátového spojenia sa označuje ako Rám.
2. Vrstva dátového spojenia je riadená NIC (Network Interface Card) a ovládačmi zariadení hostiteľských počítačov.
3. Switch & Bridge sú zariadenia Data Link Layer.

Sieťová vrstva – Vrstva 3

Sieťová vrstva slúži na prenos údajov z jedného hostiteľa na druhý umiestnený v rôznych sieťach. Tiež sa stará o smerovanie paketov, t.j. výber najkratšej cesty na prenos paketu z počtu dostupných ciest. Odosielateľ a príjemca IP adresa es sú umiestnené v hlavičke sieťovou vrstvou.

Funkcie sieťovej vrstvy

• Smerovanie: Protokoly sieťovej vrstvy určujú, ktorá trasa je vhodná zo zdroja do cieľa. Táto funkcia sieťovej vrstvy je známa ako smerovanie.
• Logické adresovanie: Na jedinečnú identifikáciu každej vzájomnej siete zariadení sieťová vrstva definuje schému adresovania. IP adresy odosielateľa a príjemcu sú umiestnené v hlavičke sieťovou vrstvou. Takáto adresa odlišuje každé zariadenie jedinečne a univerzálne.

Poznámka:

1. Segment v sieťovej vrstve sa označuje ako Paket .
2. Sieťová vrstva je implementovaná sieťovými zariadeniami, ako sú smerovače a prepínače.

Transportná vrstva – vrstva 4

Transportná vrstva poskytuje služby aplikačnej vrstve a preberá služby zo sieťovej vrstvy. Dáta v transportnej vrstve sa označujú ako Segmenty . Je zodpovedný za doručenie kompletnej správy od konca do konca. Transportná vrstva tiež poskytuje potvrdenie o úspešnom prenose dát a opätovne prenáša dáta, ak sa nájde chyba.

Na strane odosielateľa: Transportná vrstva prijíma naformátované dáta z vyšších vrstiev, vykonáva ich Segmentácia a tiež implementuje Kontrola prietoku a chýb aby sa zabezpečil správny prenos údajov. Pridáva tiež zdroj a cieľ číslo portu s v jeho hlavičke a prepošle segmentované údaje do sieťovej vrstvy.

Poznámka: Odosielateľ potrebuje poznať číslo portu spojené s aplikáciou príjemcu.

Vo všeobecnosti je toto cieľové číslo portu nakonfigurované buď predvolene, alebo manuálne. Napríklad, keď webová aplikácia požaduje webový server, zvyčajne používa číslo portu 80, pretože toto je predvolený port priradený webovým aplikáciám. Mnoho aplikácií má priradené predvolené porty.

Na strane príjemcu: Transportná vrstva načíta číslo portu zo svojej hlavičky a prijaté dáta prepošle príslušnej aplikácii. Vykonáva tiež sekvenovanie a opätovné zostavenie segmentovaných údajov.

ako nájsť blokované čísla v systéme Android

Funkcie transportnej vrstvy

• Segmentácia a opätovná montáž: Táto vrstva prijíma správu z vrstvy (relácie) a rozdeľuje správu na menšie jednotky. Každý z vyrobených segmentov má priradenú hlavičku. Transportná vrstva na cieľovej stanici znovu zostaví správu.
• Adresovanie servisného miesta: Aby bola správa doručená správnemu procesu, hlavička transportnej vrstvy obsahuje typ adresy nazývaný adresa bodu služby alebo adresa portu. Zadaním tejto adresy sa teda transportná vrstva postará o to, aby bola správa doručená správnemu procesu.

Služby poskytované transportnou vrstvou

1. Služba orientovaná na pripojenie
2. Služba bez pripojenia

1. Služba orientovaná na pripojenie: Ide o trojfázový proces, ktorý zahŕňa

• Zriadenie pripojenia
• Prenos dát
• Ukončenie/odpojenie

Pri tomto type prenosu prijímacie zariadenie posiela potvrdenie späť do zdroja po prijatí paketu alebo skupiny paketov. Tento typ prenosu je spoľahlivý a bezpečný.

2. Služba bez pripojenia: Ide o jednofázový proces a zahŕňa prenos údajov. Pri tomto type prenosu prijímač nepotvrdí prijatie paketu. Tento prístup umožňuje oveľa rýchlejšiu komunikáciu medzi zariadeniami. Služba orientovaná na pripojenie je spoľahlivejšia ako služba bez pripojenia.

Poznámka:

1. Dáta v transportnej vrstve sa nazývajú Segmenty .
2. Transportná vrstva je riadená operačným systémom. Je súčasťou OS a komunikuje s aplikačnou vrstvou prostredníctvom systémových volaní.
3. Transportná vrstva sa nazýva ako Srdce OSI Model.
4. Použitie zariadenia alebo protokolu: TCP, UDP NetBIOS, PPTP

Vrstva relácie – vrstva 5

Táto vrstva je zodpovedná za nadviazanie spojenia, udržiavanie relácií a autentifikáciu a tiež zaisťuje bezpečnosť.

Funkcie vrstvy relácie

• Založenie, udržiavanie a ukončenie relácie: Vrstva umožňuje dvom procesom vytvoriť, použiť a ukončiť spojenie.
• synchronizácia: Táto vrstva umožňuje procesu pridávať kontrolné body, ktoré sa považujú za synchronizačné body v údajoch. Tieto synchronizačné body pomáhajú identifikovať chybu, aby sa údaje správne synchronizovali a aby sa predčasne neodstrihli konce správ a zabránilo sa strate údajov.
• Dialógový ovládač: Vrstva relácie umožňuje dvom systémom začať vzájomnú komunikáciu v polovičnom alebo plnom duplexe.

Poznámka:

1. Všetky nižšie uvedené 3 vrstvy (vrátane Session Layer) sú integrované ako jedna vrstva v TCP/IP model ako aplikačná vrstva.
2. Implementáciu týchto 3 vrstiev vykonáva samotná sieťová aplikácia. Tieto sú tiež známe ako Horné vrstvy resp Softvérové ​​vrstvy.
3. Použitie zariadenia alebo protokolu: NetBIOS, PPTP.

Napríklad:-

pridanie do poľa java

Uvažujme o scenári, v ktorom chce používateľ odoslať správu prostredníctvom aplikácie Messenger spustenej v jeho prehliadači. The Messenger tu funguje ako aplikačná vrstva, ktorá poskytuje používateľovi rozhranie na vytváranie údajov. Táto správa alebo tzv Údaje sú komprimované, voliteľne šifrované (ak sú údaje citlivé) a konvertované na bity (0 a 1), aby sa mohli prenášať.

Komunikácia vo vrstve relácie

Prezentačná vrstva – Vrstva 6

Prezentačná vrstva sa tiež nazýva Prekladová vrstva . Dáta z aplikačnej vrstvy sa tu extrahujú a spracujú sa podľa požadovaného formátu na prenos cez sieť.

Funkcie prezentačnej vrstvy

• preklad: Napríklad, ASCII až EBCDIC .
• Šifrovanie/dešifrovanie: Šifrovanie údajov prevádza údaje do inej formy alebo kódu. Zašifrované údaje sú známe ako šifrový text a dešifrované údaje sú známe ako obyčajný text. Hodnota kľúča sa používa na šifrovanie aj dešifrovanie údajov.
• Kompresia: Znižuje počet bitov, ktoré je potrebné preniesť v sieti.

Poznámka: Použitie zariadenia alebo protokolu: JPEG, MPEG, GIF

Aplikačná vrstva – vrstva 7

Na samom vrchole zásobníka vrstiev referenčného modelu OSI nájdeme aplikačnú vrstvu, ktorú implementujú sieťové aplikácie. Tieto aplikácie vytvárajú údaje, ktoré sa majú prenášať cez sieť. Táto vrstva slúži aj ako okno pre aplikačné služby na prístup k sieti a na zobrazovanie prijatých informácií užívateľovi.

Príklad : Aplikácia – Prehliadače, Skype Messenger atď.

Poznámka: 1. Vrstva aplikácie sa tiež nazýva Desktop Layer.

2. Použitie zariadenia alebo protokolu: SMTP

Funkcie aplikačnej vrstvy

Hlavné funkcie aplikačnej vrstvy sú uvedené nižšie.

• Sieťový virtuálny terminál (NVT) : Umožňuje používateľovi prihlásiť sa na vzdialený hostiteľ.
• Prístup a správa prenosu súborov (FTAM): Táto aplikácia umožňuje používateľovi
  pristupovať k súborom na vzdialenom hostiteľovi, získavať súbory na vzdialenom hostiteľovi a spravovať resp
  ovládať súbory zo vzdialeného počítača.
• Poštové služby: Poskytnite e-mailovú službu.
• Adresárové služby: Táto aplikácia poskytuje zdroje distribuovaných databáz
  a prístup ku globálnym informáciám o rôznych objektoch a službách.

Poznámka: Model OSI funguje ako referenčný model a nie je implementovaný na internete z dôvodu jeho neskorého vynálezu. Aktuálny používaný model je model TCP/IP.

Pozrime sa na to s príkladom:

linux $home

Luffy pošle e-mail svojmu priateľovi Zoro.

Krok 1: Luffy komunikuje s e-mailovou aplikáciou ako Gmail , výhľad , atď. Napíše svoj e-mail na odoslanie. (Toto sa deje v Vrstva 7: Aplikačná vrstva )

Krok 2: Poštová aplikácia sa pripravuje na prenos údajov, ako je šifrovanie údajov a ich formátovanie na prenos. (Toto sa deje v Vrstva 6: Prezentačná vrstva )

Krok 3: Na internete je vytvorené spojenie medzi odosielateľom a príjemcom. (Toto sa deje v Vrstva 5: Vrstva relácie )

Krok 4: E-mailové údaje sú rozdelené na menšie segmenty. Pridáva poradové číslo a informácie na kontrolu chýb, aby sa zachovala spoľahlivosť informácií. (Toto sa deje v Vrstva 4: Transportná vrstva )

Krok 5: Adresovanie paketov sa vykonáva s cieľom nájsť najlepšiu cestu pre prenos. (Toto sa deje v Vrstva 3: Sieťová vrstva )

Krok 6: Dátové pakety sú zapuzdrené do rámcov, potom je pridaná MAC adresa pre lokálne zariadenia a následne sa kontroluje chyba pomocou detekcie chýb. (Toto sa deje v Vrstva 2: Vrstva dátového spojenia )

Krok 7: Nakoniec sa rámce prenášajú vo forme elektrických/optických signálov cez fyzické sieťové médium, ako je ethernetový kábel alebo WiFi.

Keď sa e-mail dostane k príjemcovi, t. j. Zoro, proces obráti a dešifruje obsah e-mailu. Nakoniec sa e-mail zobrazí v e-mailovom klientovi Zoro.

Výhody modelu OSI

Model OSI definuje komunikáciu výpočtového systému do 7 rôznych vrstiev. Medzi jeho výhody patrí:

• Rozdeľuje sieťovú komunikáciu do 7 vrstiev, čo uľahčuje jej pochopenie a riešenie problémov.
• Štandardizuje sieťovú komunikáciu, keďže každá vrstva má pevné funkcie a protokoly.
• Diagnostika problémov so sieťou je jednoduchšia s OSI model .
• S vylepšeniami je jednoduchšie vylepšovať, pretože každá vrstva môže dostávať aktualizácie samostatne.

Model OSI – architektúra vrstiev

Model OSI vs TCP/IP

Niektoré kľúčové rozdiely medzi modelom OSI a Model TCP/IP sú:

1. TCP/IP model pozostáva zo 4 vrstiev, ale OSI model má 7 vrstiev. Vrstvy 5, 6, 7 modelu OSI sú kombinované do aplikačnej vrstvy modelu TCP/IP a Vrstvy OSI 1 a 2 sú spojené do vrstiev sieťového prístupu protokolu TCP/IP.
2. Model TCP/IP je starší ako model OSI, preto ide o základný protokol, ktorý definuje, ako by sa mali údaje prenášať online.
3. V porovnaní s modelom OSI má model TCP/IP menej prísne hranice vrstiev.
4. Na prenos údajov sú potrebné všetky vrstvy modelu TCP/IP, ale v modeli OSI môžu niektoré aplikácie preskočiť určité vrstvy. Na prenos údajov sú potrebné iba vrstvy 1, 2 a 3 modelu OSI.

Vedel si?

Protokol TCP/IP ( Transfer Control Protocol/Internet Protocol ) bol vytvorený Agentúrou pre pokročilé výskumné projekty Ministerstva obrany USA (ARPA) v 70-tych rokoch minulého storočia.

Diskutovali sme o tom, čo je model OSI?, Čo sú vrstvy modelu OSI, Ako toky údajov v 7 vrstvách modelu OSI a rozdiely medzi protokolom TCP/IP a protokolom OSI.

Čo je model OSI? – často kladené otázky

Používa sa ešte vrstva OSI?

Áno, OSI model sa stále používa sieťových profesionálov lepšie pochopiť cesty a procesy abstrakcie údajov.

Aká je najvyššia vrstva modelu OSI?

Vrstva 7 resp Aplikačná vrstva je najvyššia vrstva modelu OSI.

Čo je vrstva 8?

Vrstva 8 v modeli OSI v skutočnosti neexistuje, ale často sa žartovne používa na označenie koncového používateľa. Napríklad: a Chyba vrstvy 8 by bola chybou používateľa.