7 layers osi model
Kaj je model OSI: popoln vodnik po sedmih slojih modela OSI
V tem Brezplačna serija usposabljanja za mreženje , smo raziskovali vse okoli Osnove računalniškega omrežja Podrobno.
Referenčni model OSI pomeni Referenčni model medomrežne povezave odprtega sistema ki se uporablja za komunikacijo v različnih omrežjih.
ISO (Mednarodna organizacija za standardizacijo) je razvil ta referenčni model za komunikacijo po vsem svetu na določenem nizu platforme.
Kaj se boste naučili:
Kaj je model OSI?
Referenčni model medomrežne povezave odprtega sistema (OSI) je sestavljen iz sedmih slojev ali sedmih korakov, ki zaključujejo celoten komunikacijski sistem.
V tej vadnici bomo podrobno preučili funkcionalnost vsake plasti.
Kot preizkuševalec programske opreme je pomembno razumeti ta model OSI, saj vsaka programska aplikacija deluje na podlagi ene od plasti tega modela. Ko se bomo poglobili v to vadnico, bomo raziskali, za katero plast gre.
Arhitektura referenčnega modela OSI
Razmerje med vsako plastjo
Poglejmo, kako vsaka plast v referenčnem modelu OSI komunicira med seboj s pomočjo spodnjega diagrama.
Spodaj je navedena razširitev vsake enote protokola, izmenjane med plastmi:
- APDU - Podatkovna enota aplikacijskega protokola.
- PPDU - Podatkovna enota predstavitvenega protokola.
- SPDU - Podatkovna enota protokola seje.
- TPDU - Podatkovna enota transportnega protokola (segment).
- Paket - protokol gostiteljsko-usmerjevalnika omrežne plasti.
- Okvir - protokol gostiteljsko-usmerjevalnega sloja podatkovne povezave.
- Bitovi - Protokol gostiteljsko-usmerjevalnika fizične plasti.
Vloge in protokoli, uporabljeni na vsaki plasti
Značilnosti modela OSI
Različne značilnosti modela OSI so navedene spodaj:
- Enostavno razumevanje komunikacije prek širokih omrežij prek arhitekture referenčnega modela OSI.
- Pomaga spoznati podrobnosti, da bomo lahko bolje razumeli programsko in strojno opremo, ki sodelujeta.
- Odpravljanje napak je lažje, saj je omrežje razdeljeno v sedem slojev. Vsaka plast ima svojo funkcionalnost, zato je diagnoza težave enostavna in vzame manj časa.
- Razumevanje novih tehnologij generacija za generacijo s pomočjo modela OSI postane enostavnejše in prilagodljivejše.
7 slojev modela OSI
Preden preučimo podrobnosti o funkcijah vseh 7 slojev, je težava, s katero se prvič soočajo prvič, Kako si zapomniti hierarhijo sedmih referenčnih slojev OSI v zaporedju?
Tu je rešitev, ki jo osebno uporabljam, da si jo zapomnim.
Poskusite si ga zapomniti kot A- PSTN-DP .
Od zgoraj navzdol A-PSTN-DP pomeni Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Tu je 7 slojev modela OSI:
# 1) Sloj 1 - Fizični sloj
- Fizična plast je prva in spodnja plast referenčnega modela OSI. V glavnem zagotavlja prenos bitnega toka.
- Označuje tudi vrsto medija, vrsto priključka in vrsto signala, ki se uporabljajo za komunikacijo. V bistvu se neobdelani podatki v obliki bitov, tj. 0 in 1 pretvorijo v signale in se izmenjujejo po tej plasti. Na tej plasti se izvede tudi inkapsulacija podatkov. Konec pošiljatelja in sprejemni konec morata biti sinhronizirana, hitrost prenosa v obliki bitov na sekundo pa se določa tudi na tej plasti.
- Zagotavlja prenosni vmesnik med napravami in prenosnim medijem, na tej ravni pa je določena tudi vrsta topologije, ki se uporablja za mreženje, skupaj z vrsto načina prenosa, ki je potreben za prenos.
- Običajno se za mreženje uporabljajo topologije zvezd, vodilov ali obročev, uporabljeni načini pa so pol-dupleks, pol-dupleks ali simpleks.
- Primeri Naprave nivoja 1 vključujejo zvezdišča, oddajnike in Ethernet kabelske priključke. To so osnovne naprave, ki se uporabljajo na fizični ravni za prenos podatkov skozi dani fizični medij, ki je primeren glede na potrebe omrežja.
# 2) Sloj 2 - Sloj podatkovne povezave
- Plast podatkovne povezave je druga plast z dna referenčnega modela OSI. Glavna naloga plasti podatkovne povezave je zaznavanje napak in združevanje podatkovnih bitov v okvire. Neobdelane podatke združuje v bajte in bajte v okvirje in prenaša podatkovni paket na omrežno plast želenega ciljnega gostitelja. Na ciljnem koncu plast podatkovne povezave sprejme signal, ga dešifrira v okvirje in dostavi strojni opremi.
- Mac naslov: Plast podatkovne povezave nadzira fizični sistem naslavljanja, imenovan naslov MAC, za omrežja in ureja dostop različnih omrežnih komponent do fizičnega medija.
- Naslov za nadzor dostopa do medijev je edinstven naslov naprave in vsaka naprava ali komponenta v omrežju ima naslov MAC, na podlagi katerega lahko enolično identificiramo napravo v omrežju. To je 12-mestni edinstveni naslov.
- Primer naslova MAC je 3C-95-09-9C-21-G1 (s 6 okteti, pri čemer prvi 3 predstavlja OUI, naslednji trije predstavljajo NIC). Lahko ga poznamo tudi kot fizični naslov. O strukturi naslova MAC odloča organizacija IEEE, saj jo globalno sprejemajo vsa podjetja.
Strukturo naslova MAC, ki predstavlja različna polja in dolžino bitov, si lahko ogledate spodaj.
- Zaznavanje napak: Na tej plasti se izvaja samo zaznavanje napak, ne pa tudi odpravljanje napak. Popravek napak se izvede na transportnem sloju.
- Včasih se podatkovni signali srečajo z nekaterimi neželenimi signali, imenovanimi bitov napak. Da bi premagal napake, ta plast izvede zaznavanje napak. Preverjanje cikličnega odvečnega stanja (CRC) in kontrolna vsota sta nekaj učinkovitih načinov preverjanja napak. O njih bomo razpravljali v funkcijah transportne plasti.
- Nadzor pretoka in večkratni dostop: Podatki, ki se pošljejo v obliki okvirja med pošiljateljem in sprejemnikom prek prenosnega medija na tej plasti, bi morali oddajati in sprejemati z enako hitrostjo. Ko se okvir pošlje preko medija s hitrejšo hitrostjo od delovne hitrosti sprejemnika, se bodo podatki, ki jih je treba sprejeti na sprejemnem vozlišču, izgubili zaradi neusklajenosti hitrosti.
- Da bi premagali tovrstne težave, plast izvaja mehanizem za nadzor pretoka.
Obstajata dve vrsti postopka nadzora pretoka:
Ustavite in počakajte na nadzor pretoka: V tem mehanizmu potisne pošiljatelja po prenosu podatkov, da se ustavi in počaka s konca sprejemnika, da dobi potrditev okvira, prejetega na koncu sprejemnika. Drugi podatkovni okvir se pošlje prek medija, šele po prejemu prvega potrdila, in postopek se bo nadaljeval .
Drsno okno: V tem postopku se tako pošiljatelj kot prejemnik odločita o številu sličic, po katerih je treba potrditev zamenjati. Ta postopek prihrani čas, saj se v procesu nadzora pretoka uporabi manj virov.
- Ta plast omogoča tudi dostop do več naprav za prenos prek istega medija brez trčenja z uporabo CSMA / CD (zaznavanje večkratnega dostopa / zaznavanja trkov nosilca).
- Sinhronizacija: Obe napravi, med katerimi poteka izmenjava podatkov, bi se morali sinhronizirati na obeh koncih, tako da lahko prenos podatkov poteka nemoteno.
- Stikala Layer-2: Stikala Layer-2 so naprave, ki podatke posredujejo v naslednjo plast na podlagi fizičnega naslova (naslov MAC) naprave. Najprej zbere naslov MAC naprave na vratih, na katerih naj bo sprejet okvir, kasneje pa iz naslova tabele izve cilj naslova MAC in okvir posreduje na cilj naslednje plasti. Če ciljni gostiteljski naslov ni naveden, preprosto odda podatkovni okvir na vsa vrata, razen na tista, iz katerih je izvedel naslov vira.
- Mostovi: Bridges je dvovratna naprava, ki deluje na plasti podatkovne povezave in se uporablja za povezavo dveh omrežij LAN. Poleg tega se obnaša kot repetitor z dodatno funkcijo filtriranja neželenih podatkov z učenjem naslova MAC in ga posreduje naprej do ciljnega vozlišča. Uporablja se za povezljivost omrežij, ki delujejo po istem protokolu.
# 3) Layer 3 - omrežni sloj
Omrežna plast je tretja plast od spodaj. Ta sloj je odgovoren za usmerjanje podatkovnih paketov od izvornega do ciljnega gostitelja med med in intra omrežji, ki delujejo na istih ali različnih protokolih.
Če skušamo poleg tehničnih podrobnosti razumeti, kaj v resnici počne?
Odgovor je zelo preprost, saj ugotovi najlažji, najkrajši in časovno učinkovit izhod med pošiljateljem in prejemnikom za izmenjavo podatkov z uporabo usmerjevalnih protokolov, preklapljanja, odkrivanja napak in tehnik naslavljanja.
- Zgornjo nalogo opravi z uporabo logičnega omrežnega naslavljanja in podmreže. Ne glede na dve različni omrežji, ki delujeta na istem ali drugačnem protokolu ali različnih topologijah, je funkcija te plasti usmerjanje paketov od vira do cilja z uporabo logičnega naslavljanja IP in usmerjevalnikov za komunikacijo.
- IP naslavljanje: Naslov IP je logičen omrežni naslov in je 32-bitna številka, ki je globalno enolična za vsakega omrežnega gostitelja. V glavnem je sestavljen iz dveh delov, to sta omrežni naslov in naslov gostitelja. Običajno je označena v pikasto-decimalni obliki s štirimi števili, razdeljenimi s pikami. Na primer, decimalno-decimalna predstavitev naslova IP je 192.168.1.1, kar je v binarni obliki 11000000.10101000.00000001.00000001, in si ga je zelo težko zapomniti. Tako se običajno uporablja prvi. Teh osem bitnih sektorjev imenujemo okteti.
- Usmerjevalniki delujejo na tej plasti in se uporabljajo za komunikacijo med omrežji znotraj in znotraj omrežja (WAN). Usmerjevalniki, ki prenašajo podatkovne pakete med omrežji, ne poznajo natančnega ciljnega naslova ciljnega gostitelja, za katerega je paket preusmerjen, temveč le vedo, kje je omrežje, kateremu pripadajo, in uporabljajo informacije, ki so shranjene v usmerjevalna tabela za določitev poti, po kateri naj bo paket dostavljen do cilja. Ko je paket dostavljen v ciljno omrežje, se nato dostavi želenemu gostitelju določenega omrežja.
- Za zgornjo serijo postopkov je naslov IP sestavljen iz dveh delov. Prvi del naslova IP je omrežni naslov, zadnji del pa naslov gostitelja.
- Primer: Za naslov IP 192.168.1.1. Omrežni naslov bo 192.168.1.0, naslov gostitelja pa 0.0.0.1.
Maska podomrežja: Omrežni naslov in naslov gostitelja, opredeljeni v naslovu IP, nista edino učinkovita pri ugotavljanju, ali je ciljni gostitelj istega podomrežja ali oddaljenega omrežja. Maska podomrežja je 32-bitni logični naslov, ki ga usmerjevalniki uporabljajo skupaj z naslovom IP za določanje lokacije ciljnega gostitelja za usmerjanje paketnih podatkov.
Primer kombinirane uporabe naslova IP in maske podomrežja je prikazan spodaj:
Za zgornji primer z uporabo maske podomrežja 255.255.255.0 spoznamo, da je omrežni ID 192.168.1.0, gostiteljski naslov pa 0.0.0.64. Ko paket prispe iz podomrežje 192.168.1.0 in ima ciljni naslov 192.168.1.64, ga bo osebni računalnik prejel iz omrežja in obdelal na naslednjo stopnjo.
Tako bo plast-3 z uporabo podomrežij zagotovila tudi medmrežno povezovanje med dvema različnima podomrežjema.
Naslavljanje IP je storitev brez povezave, zato plast -3 zagotavlja storitev brez povezave. Podatkovni paketi se pošljejo po mediju, ne da bi čakali, da prejemnik pošlje potrditev. Če so paketi podatkov velike velikosti sprejeti z nižje ravni za prenos, jih razdeli na majhne pakete in jih posreduje naprej.
privzeti prehod za Windows 10 ni na voljo
Na koncu sprejema jih ponovno sestavi v prvotno velikost in tako postane prostorno učinkovitejši kot srednje manjša obremenitev.
# 4) Sloj 4 - Transportni sloj
Četrti sloj od spodaj se imenuje transportni sloj referenčnega modela OSI.
(jaz) Ta plast zagotavlja celovito povezavo brez napak med različnima gostiteljicama ali napravami v omrežjih. To je prva, ki podatke vzame iz zgornje plasti, tj. Aplikacijske plasti, nato pa jih razdeli na manjše pakete, imenovane segmenti, in jih razdeli v omrežno plast za nadaljnjo dostavo na ciljni gostitelj.
Zagotavlja, da bodo podatki, prejeti na koncu gostitelja, v enakem vrstnem redu, kot so bili poslani. Omogoča popolno oskrbo s podatkovnimi segmenti tako med kot znotraj omrežja. Za popolno komunikacijo prek omrežij so vse naprave opremljene z dostopno točko transportne storitve (TSAP) in so označene tudi kot številke vrat.
Gostitelj bo prepoznal enakovrednega gostitelja v oddaljenem omrežju po številki vrat.
(ii) Dva protokola transportne plasti vključujeta:
- Protokol za nadzor prenosa (TCP)
- Uporabniški protokol datagrama (UDP)
TCP je povezavno usmerjen in zanesljiv protokol. V tem protokolu se najprej vzpostavi povezava med obema gostiteljema oddaljenega konca, šele nato se podatki pošljejo po omrežju v komunikacijo. Prejemnik vedno pošlje potrditev podatkov, ki jih pošiljatelj prejme ali ne prejme, ko je poslan prvi podatkovni paket.
Po prejemu potrdila od sprejemnika se drugi podatkovni paket pošlje po mediju. Preveri tudi vrstni red prejema podatkov, sicer se podatki ponovno posredujejo. Ta plast zagotavlja mehanizem za odpravljanje napak in nadzor pretoka. Podpira tudi model odjemalca / strežnika za komunikacijo.
UDP je brez povezave in nezanesljiv protokol. Ko se podatki prenesejo med dvema gostiteljema, gostiteljski sprejemnik ne pošlje nobenega potrdila o prejemu podatkovnih paketov. Tako bo pošiljatelj še naprej pošiljal podatke, ne da bi čakal na potrditev.
Tako je zelo enostavno obdelati katero koli omrežno zahtevo, saj v čakanju na potrditev ne izgubljamo časa. Končni gostitelj bo kateri koli stroj, na primer računalnik, telefon ali tablični računalnik.
Ta vrsta protokola se pogosto uporablja pri pretakanju videoposnetkov, spletnih igrah, video klicih, prenosu glasu prek IP-ja, kjer izguba nekaterih podatkovnih paketov videoposnetka nima velikega pomena in ga je mogoče prezreti, saj nima velikega vpliva. o informacijah, ki jih nosijo in nimajo velikega pomena.
(iii) Odkrivanje in nadzor napak : Preverjanje napak je v tej plasti na voljo iz naslednjih dveh razlogov:
Tudi če med premikanjem segmenta prek povezave ni nobene napake, je mogoče, da se napake uvedejo, ko je segment shranjen v pomnilniku usmerjevalnika (za čakalno vrsto). Sloj podatkovne povezave v tem primeru ne more zaznati napake.
Ni zagotovila, da bodo vse povezave med izvorom in ciljem omogočile nadzor napak. Ena od povezav morda uporablja protokol povezave, ki ne ponuja želenih rezultatov.
Za preverjanje in nadzor napak se uporabljata CRC (ciklično preverjanje odvečnosti) in kontrolna vsota.
CRC : Koncept CRC (Cyclic Redundancy Check) temelji na binarni delitvi podatkovne komponente, katere preostanek (CRC) je dodan podatkovni komponenti in poslan sprejemniku. Prejemnik deli podatkovno komponento z enakim delilnikom.
Če ostanek doseže nič, potem lahko podatkovna komponenta posreduje za posredovanje protokola, sicer se domneva, da je bila podatkovna enota pri prenosu popačena in je paket zavržen.
Generator kontrolne vsote in preverjalnik : Pri tej metodi pošiljatelj uporablja mehanizem generatorja kontrolne vsote, pri katerem je podatkovna komponenta na začetku razdeljena na enake segmente n bitov. Nato se vsi segmenti seštejejo z uporabo 1-jevega komplementa.
Kasneje se še enkrat dopolni, zdaj pa se spremeni v kontrolno vsoto in nato pošlje skupaj s podatkovno komponento.
Primer: Če je treba 16 bitov poslati sprejemniku in so bitov 10000010 00101011, potem bo kontrolna vsota, ki bo posredovana sprejemniku, 10000010 00101011 01010000.
Po prejemu podatkovne enote jo sprejemnik razdeli na n enakih velikostnih segmentov. Vsi segmenti so dodani z dopolnilom 1. Rezultat se še enkrat dopolni in če je rezultat nič, so podatki sprejeti, drugače pa zavrženi.
Ta metoda odkrivanja in nadzora napak omogoča sprejemniku, da obnovi izvirne podatke, kadar koli so med prenosom poškodovani.
# 5) Sloj 5 - Sloj seje
Ta plast omogoča uporabnikom različnih platform, da med seboj vzpostavijo aktivno komunikacijsko sejo.
Glavna naloga te plasti je zagotoviti sinhronizacijo v dialogu med dvema različnima programoma. Sinhronizacija je potrebna za učinkovito dostavo podatkov brez izgube na koncu sprejemnika.
Razumimo to s pomočjo primera.
Predpostavimo, da pošiljatelj pošilja veliko podatkovno datoteko z več kot 2000 stranmi. Ta sloj bo dodal nekaj kontrolnih točk med pošiljanjem datoteke z velikimi podatki. Ko pošlje majhno zaporedje 40 strani, zagotovi zaporedje in uspešno potrditev podatkov.
Če je preverjanje v redu, ga bo še naprej ponavljalo do konca, sicer se bo ponovno sinhroniziralo in znova poslalo.
To bo pripomoglo k varnosti podatkov in celoten gostitelj podatkov se nikoli ne bo popolnoma izgubil, če se zgodi kakšna zrušitev. Prav tako upravljanje žetonov ne bo dovoljevalo, da bi dve mreži težkih podatkov in iste vrste prenašali hkrati.
# 6) Sloj 6 - Predstavitveni sloj
Kot predlaga samo ime, bo predstavitveni sloj predstavil podatke svojim končnim uporabnikom v obliki, v kateri jih je mogoče enostavno razumeti. Ta sloj torej skrbi za skladnjo, saj se način komunikacije, ki ga uporabljata pošiljatelj in prejemnik, lahko razlikuje.
Ima vlogo prevajalca, tako da imata oba sistema isto komunikacijsko platformo in se zlahka razumeta.
Podatki v obliki znakov in številk se pred prenosom s strani sloja razdelijo na bit. Podatke za omrežja prevede v obliki, v kateri jih potrebujejo, in za naprave, kot so telefoni, računalniki itd., V obliki, ki jo potrebujejo.
Plast izvaja tudi šifriranje podatkov na koncu pošiljatelja in dešifriranje podatkov na koncu sprejemnika.
Izvaja tudi stiskanje podatkov za večpredstavnostne podatke pred prenosom, saj je dolžina večpredstavnostnih podatkov zelo velika in bo za njihovo prenos preko medija potrebna velika pasovna širina, ti podatki se stisnejo v majhne pakete in na koncu sprejemnika bodo razstavljeni v dobite prvotno dolžino podatkov v svoji obliki.
# 7) Zgornji sloj - sloj aplikacije
To je najvišja in sedma plast referenčnega modela OSI. Ta plast bo komunicirala s končnimi uporabniki in uporabniškimi aplikacijami.
Ta plast omogoča neposreden vmesnik in dostop uporabnikom z omrežjem. Uporabniki lahko na tej plasti neposredno dostopajo do omrežja. Nekaj Primeri storitve, ki jih zagotavlja ta plast, vključujejo e-pošto, izmenjavo podatkovnih datotek, programsko opremo, ki temelji na FTP GUI, kot so Netnumen, Filezilla (uporablja se za skupno rabo datotek), omrežne naprave telnet itd.
V tej plasti je nejasnost, saj niso vse informacije, ki temeljijo na uporabniku, in v to plast je mogoče vstaviti programsko opremo.
Na primer , nobene programske opreme za oblikovanje ni mogoče postaviti neposredno na to plast, na drugi strani pa, kadar do katere koli aplikacije dostopamo prek spletnega brskalnika, jo lahko posadimo na to plast, saj spletni brskalnik uporablja HTTP (protokol za prenos hiperteksta), ki protokol aplikacijske plasti.
Ne glede na uporabljeno programsko opremo je na tej plasti upoštevan protokol, ki ga uporablja programska oprema.
Programi za preskušanje programske opreme bodo delovali na tej plasti, saj aplikacijska plast nudi vmesnik svojim končnim uporabnikom za preizkušanje storitev in njihove uporabe. Za preskušanje na tej plasti se večinoma uporablja protokol HTTP, vendar se lahko FTP, DNS, TELNET uporabljajo tudi glede na zahteve sistema in omrežja, v katerem delujejo.
Zaključek
Iz te vadnice smo spoznali funkcionalnosti, vloge, medsebojno povezavo in razmerje med vsako plastjo referenčnega modela OSI.
Spodnje štiri plasti (od fizične do transportne) se uporabljajo za prenos podatkov med omrežji, zgornje tri plasti (seja, predstavitev in uporaba) pa za prenos podatkov med gostitelji.
PREV Vadnica | NASLEDNJA Vadnica
Priporočeno branje
- Kaj je širokopasovno omrežje (WAN): primeri omrežja WAN v živo
- Model TCP / IP z različnimi sloji
- Popoln vodnik za požarni zid: Kako zgraditi varen omrežni sistem
- Vse o usmerjevalnikih: vrste usmerjevalnikov, usmerjevalna tabela in usmerjanje IP
- Vse o stikalih Layer 2 in Layer 3 v omrežnem sistemu
- Vodnik po maski podomrežja (podomrežje) in kalkulatorju podomrežij IP
- LAN VS WAN Vs MAN: Natančna razlika med vrstami omrežij
- Vadnica za računalniško mreženje: Ultimate Guide