Meni

7 slojeva OSI modela (cjelovit vodič)

7 layers osi model

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema

Što je OSI model: cjelovit vodič za 7 slojeva OSI modela

U ovome Besplatna serija obuke za umrežavanje , istražili smo sve o Osnove računalnih mreža detaljno.

najbolji besplatni youtube u mp3 pretvarač

OSI referentni model označava Referentni model interkonekcije otvorenog sustava koja se koristi za komunikaciju u raznim mrežama.

ISO (međunarodna organizacija za standardizaciju) razvila je ovaj referentni model za komunikaciju koji se slijedi u cijelom svijetu na danom skupu platformi.

7 slojeva OSI modela

Što ćete naučiti:

Što je OSI model?

Referentni model interkonekcije otvorenog sustava (OSI) sastoji se od sedam slojeva ili sedam koraka koji zaključuju cjelokupni komunikacijski sustav.

U ovom uputstvu detaljno ćemo pogledati funkcionalnost svakog sloja.

Kao ispitivač softvera, važno je razumjeti ovaj OSI model jer svaka softverska aplikacija radi na temelju jednog od slojeva u ovom modelu. Dok zaranjamo duboko u ovaj tutorial, istražit ćemo o kojem se sloju radi.

Arhitektura OSI referentnog modela

sedam slojeva OSI referentnog modela

Odnos između svakog sloja

Pogledajmo kako svaki sloj u referentnom modelu OSI međusobno komunicira uz pomoć donjeg dijagrama.

Odnos između slojeva osi referentnog modela

U nastavku je navedeno proširenje svake protokolarne jedinice razmijenjene između slojeva:

  • APDU - Jedinica podataka aplikacijskog protokola.
  • PPDU - Jedinica podataka protokola prezentacije.
  • SPDU - Jedinica podataka protokola sesije.
  • TPDU - Jedinica podataka transportnog protokola (segment).
  • Paket - Protokol host-routera mrežnog sloja.
  • Okvir - Protokol host-routera sloja podatkovne veze.
  • Komadići - Protokol host-routera fizičkog sloja.

Uloge i protokoli koji se koriste na svakom sloju

7 slojeva

Značajke OSI modela

Razne značajke OSI modela navedene su u nastavku:

  • Lako razumljiva komunikacija preko širokih mreža putem arhitekture OSI referentnog modela.
  • Pomaže u poznavanju pojedinosti, kako bismo mogli bolje razumjeti softver i hardver koji rade zajedno.
  • Otklanjanje kvarova je lakše jer je mreža distribuirana u sedam slojeva. Svaki sloj ima svoju funkcionalnost, stoga je dijagnoza problema jednostavna i potrebno je manje vremena.
  • Razumijevanje generacija po generacija novih tehnologija postaje lakše i prilagodljivije uz pomoć OSI modela.

7 slojeva OSI modela

Prije istraživanja detalja o funkcijama svih 7 slojeva, problem s kojim se prvi puta susreću je: Kako upamtiti hijerarhiju sedam referentnih slojeva OSI u nizu?

Evo rješenja koje osobno koristim da bih ga zapamtio.

Pokušajte to zapamtiti kao A- PSTN- DP .

Počevši od vrha do dna, A-PSTN-DP označava Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.

Evo 7 slojeva OSI modela:

# 1) Sloj 1 - Fizički sloj

  • Fizički sloj je prvi i najdonji sloj OSI referentnog modela. Uglavnom osigurava prijenos bitova.
  • Također karakterizira vrstu medija, tip konektora i vrstu signala koji će se koristiti za komunikaciju. U osnovi se sirovi podaci u obliku bitova, tj. 0 i 1 pretvaraju u signale i razmjenjuju preko ovog sloja. Inkapsulacija podataka također se vrši na ovom sloju. Kraj pošiljatelja i kraj primanja trebaju biti sinkronizirani, a brzina prijenosa u obliku bitova u sekundi također se odlučuje na ovom sloju.
  • Omogućuje prijenosno sučelje između uređaja i prijenosnog medija, a vrsta topologije koja će se koristiti za umrežavanje, zajedno s vrstom načina prijenosa potrebnog za prijenos, također je definirana na ovoj razini.
  • Obično se za umrežavanje koriste topologije zvijezda, sabirnica ili prsten, a korišteni načini su poludupleksni, puni dupleksni ili simpleksni.
  • Primjeri Uređaji sloja 1 uključuju čvorišta, repetitore i priključke za Ethernet kabel. To su osnovni uređaji koji se koriste na fizičkom sloju za prijenos podataka kroz zadani fizički medij koji je prikladan prema potrebi mreže.

Fizički sloj

# 2) Sloj 2 - Sloj podatkovne veze

  • Sloj podatkovne veze drugi je sloj od dna OSI referentnog modela. Glavna funkcija sloja podatkovne veze je izvođenje otkrivanja pogrešaka i kombiniranje podatkovnih bitova u okvire. Kombinira sirove podatke u bajtove i bajtove u okvire i prenosi podatkovni paket na mrežni sloj željenog odredišnog domaćina. Na kraju odredišta, sloj podatkovne veze prima signal, dekodira ga u okvire i dostavlja hardveru.

Sloj podatkovne veze

  • Mac adresa: Sloj podatkovne veze nadgleda fizički sustav adresiranja nazvan MAC adresa za mreže i rukuje pristupom različitih mrežnih komponenata fizičkom mediju.
  • Adresa za kontrolu pristupa medijima je jedinstvena adresa uređaja i svaki uređaj ili komponenta u mreži ima MAC adresu na temelju koje možemo jedinstveno identificirati uređaj u mreži. To je jedinstvena adresa od 12 znamenki.
  • Primjer MAC adrese je 3C-95-09-9C-21-G1 (ima 6 okteta, gdje prva 3 predstavljaju OUI, sljedeća tri predstavljaju NIC). Može biti poznata i kao fizička adresa. O strukturi MAC adrese odlučuje organizacija IEEE, jer je globalno prihvaćena od svih tvrtki.

Struktura MAC adrese koja predstavlja različita polja i duljinu bita može se vidjeti u nastavku.

Promjenjiva duljina

  • Otkrivanje pogreške: Na ovom se sloju vrši samo otkrivanje pogrešaka, a ne ispravljanje pogrešaka. Ispravljanje pogrešaka vrši se na transportnom sloju.
  • Ponekad se podatkovni signali susreću s neželjenim signalima poznatim kao bitovi pogrešaka. Da bi pobijedio s pogreškama, ovaj sloj vrši otkrivanje pogrešaka. Provjera cikličkog viška (CRC) i kontrolna suma su nekoliko učinkovitih metoda provjere pogrešaka. O njima ćemo razgovarati u funkcijama transportnog sloja.
  • Kontrola protoka i višestruki pristup: Podaci koji se šalju u obliku okvira između pošiljatelja i primatelja preko prijenosnog medija na ovom sloju, trebali bi prenositi i primati istim tempom. Kada se okvir pošalje preko medija bržom brzinom od radne brzine prijemnika, tada će se podaci koji će se primiti na prijemnom čvoru izgubiti zbog neusklađenosti brzine.
  • Kako bi se prevladale ove vrste problema, sloj vrši mehanizam kontrole protoka.

Postoje dvije vrste postupka kontrole protoka:

Zaustavite se i pričekajte kontrolu protoka: U ovom mehanizmu, on gura pošiljatelja nakon što se podaci prenesu da se zaustavi i pričeka s kraja prijamnika da dobije potvrdu o okviru primljenom na kraju prijemnika. Drugi okvir podataka šalje se putem medija, tek nakon primanja prvog potvrde, i postupak će se nastaviti .

Klizni prozor: U tom će procesu pošiljatelj i primatelj odlučiti broj okvira nakon kojih potvrdu treba razmijeniti. Ovaj postupak štedi vrijeme jer se u procesu upravljanja protokom koristi manje resursa.

  • Ovaj sloj također omogućuje pružanje pristupa više uređaja za prijenos putem istog medija bez sudara korištenjem CSMA / CD (višestruki pristup / otkrivanje sudara nositelj osjetnika).
  • Sinkronizacija: Oba uređaja između kojih se odvija dijeljenje podataka trebala bi biti međusobno sinkronizirana na oba kraja kako bi se prijenos podataka mogao odvijati nesmetano.
  • Preklopnici sloja 2: Preklopnici sloja 2 su uređaji koji prosljeđuju podatke na sljedeći sloj na temelju fizičke adrese (MAC adrese) stroja. Prvo prikuplja MAC adresu uređaja na priključku na kojem treba primiti okvir, a kasnije saznaje odredište MAC adrese iz tablice adresa i prosljeđuje okvir do odredišta sljedećeg sloja. Ako adresa odredišnog domaćina nije navedena, on jednostavno emitira podatkovni okvir na sve priključke, osim na onaj s kojeg je saznao adresu izvora.
  • Mostovi: Bridges je dvolučni uređaj koji radi na sloju podatkovne veze i koristi se za povezivanje dviju LAN mreža. Uz to, ponaša se poput repetitora s dodatnom funkcijom filtriranja neželjenih podataka učenjem MAC adrese i prosljeđivanjem dalje do odredišnog čvora. Koristi se za povezivanje mreža koje rade na istom protokolu.

# 3) Sloj 3 - Mrežni sloj

Mrežni sloj je treći sloj odozdo. Ovaj je sloj odgovoran za postizanje usmjeravanja paketa podataka od izvora do odredišta između internih i unutarnjih mreža koje rade na istim ili različitim protokolima.

Osim tehničkih detalja, ako pokušamo shvatiti što zapravo čini?

Odgovor je vrlo jednostavan jer otkriva najlakši, najkraći i vremenski učinkovitiji izlaz između pošiljatelja i primatelja za razmjenu podataka pomoću protokola usmjeravanja, prebacivanja, otkrivanja pogrešaka i tehnika adresiranja.

  • Gornji zadatak izvršava korištenjem logičkog mrežnog adresiranja i dizajna podmreže mreže. Bez obzira na dvije različite mreže koje rade na istom ili različitom protokolu ili na različitim topologijama, funkcija ovog sloja je usmjeravanje paketa od izvora do odredišta korištenjem logičke IP adrese i usmjerivača za komunikaciju.

Mrežni sloj

  • IP adresiranje: IP adresa je logična mrežna adresa i 32-bitni je broj koji je globalno jedinstven za svakog mrežnog domaćina. Uglavnom se sastoji od dva dijela, tj. Mrežne adrese i adrese hosta. Općenito se označava točkasto-decimalnim formatom s četiri broja podijeljena točkama. Na primjer, točkasto-decimalni prikaz IP adrese je 192.168.1.1, što će u binarnom obliku biti 11000000.10101000.00000001.00000001, i vrlo je teško zapamtiti. Tako se obično koristi prva. Tih osam bitova poznati su kao okteti.
  • Usmjerivači rade na ovom sloju i koriste se za komunikaciju za internu i unutar mrežu širokopojasnih mreža (WAN's). Usmjerivači koji prenose podatkovne pakete između mreža ne znaju točnu odredišnu adresu odredišnog domaćina za koji je paket usmjeren, već samo znaju mjesto mreže kojoj pripadaju i koriste podatke koji su pohranjeni u tablica usmjeravanja za uspostavljanje putanje kojom će paket biti isporučen do odredišta. Nakon što se paket isporuči odredišnoj mreži, on se zatim isporučuje željenom hostu te određene mreže.
  • Da bi se obavio gornji niz postupaka, IP adresa ima dva dijela. Prvi dio IP adrese je mrežna adresa, a zadnji dio adresa hosta.
    • Primjer: Za IP adresu 192.168.1.1. Adresa mreže bit će 192.168.1.0, a adresa hosta 0.0.0.1.

Maska podmreže: Mrežna adresa i adresa hosta definirane u IP adresi nisu isključivo učinkovite da bi se utvrdilo da je odredišni domaćin iste podmreže ili udaljene mreže. Maska podmreže je 32-bitna logička adresa koju usmjerivači koriste zajedno s IP adresom za određivanje mjesta odredišnog domaćina za usmjeravanje paketnih podataka.

Primjer kombinirane upotrebe IP adrese i maske podmreže prikazan je u nastavku:

Maska podmreže

Za gornji primjer, pomoću maske podmreže 255.255.255.0 saznajemo da je mrežni ID 192.168.1.0, a adresa hosta 0.0.0.64. Kada paket stigne iz podmreže 192.168.1.0 i ima odredišnu adresu kao 192.168.1.64, tada će ga računalo primiti iz mreže i obraditi na sljedeću razinu.

Tako će korištenjem podmreža sloj-3 također pružiti međusobno umrežavanje između dvije različite podmreže.

IP adresiranje je usluga bez veze, tako da sloj -3 pruža uslugu bez veze. Paketi podataka šalju se putem medija bez čekanja da primatelj pošalje potvrdu. Ako se podatkovni paketi velike veličine primaju s niže razine za prijenos, onda ih on dijeli na male pakete i prosljeđuje.

Na kraju prijema ponovo ih sastavlja u izvornu veličinu, čime postaje prostorno učinkovit kao srednje manje opterećenje.

# 4) Sloj 4 - Transportni sloj

transportni sloj

Četvrti sloj odozdo naziva se transportni sloj OSI Referentnog modela.

(i) Ovaj sloj jamči kraj do kraja vezu bez pogrešaka između dva različita domaćina ili mrežne uređaje. Ovo je prvo koje uzima podatke s gornjeg sloja, tj. Aplikacijskog sloja, a zatim ih dijeli na manje pakete koji se nazivaju segmenti i distribuira na mrežni sloj za daljnju isporuku odredišnom hostu.

Osigurava da će podaci primljeni na kraju hosta biti istim redoslijedom u kojem su preneseni. Pruža opskrbu od kraja do kraja segmenata podataka kako internih tako i unutarpodmreža. Za krajnju komunikaciju putem mreža, svi su uređaji opremljeni pristupnom točkom transportne usluge (TSAP) i označeni su kao brojevi porta.

Domaćin će prepoznati svog ravnopravnog domaćina na udaljenoj mreži prema broju porta.

(ii) Dva protokola transportnog sloja uključuju:

  • Protokol upravljanja prijenosom (TCP)
  • Korisnički protokol datagrama (UDP)

TCP je protokol usmjeren na vezu i pouzdan. U ovom se protokolu prvo uspostavlja veza između dva hosta udaljenog kraja, tek onda se podaci šalju mrežom radi komunikacije. Prijemnik uvijek šalje potvrdu primljenih ili neprimljenih podataka od strane pošiljatelja nakon što se prenese prvi podatkovni paket.

Nakon primanja potvrde od prijamnika, drugi paket podataka šalje se preko medija. Također provjerava redoslijed primanja podataka, inače se podaci ponovno prenose. Ovaj sloj pruža mehanizam za ispravljanje pogrešaka i kontrolu protoka. Također podržava komunikacijski model klijent / poslužitelj.

UDP je protokol bez veze i nepouzdan. Jednom kada se podaci prenose između dva hosta, domaćin prijemnika ne šalje potvrdu o primanju podatkovnih paketa. Stoga će pošiljatelj nastaviti slati podatke ne čekajući potvrdu.

To olakšava obradu bilo kojeg mrežnog zahtjeva jer se ne gubi vrijeme u čekanju potvrde. Krajnji domaćin bit će bilo koji stroj poput računala, telefona ili tableta.

Ova vrsta protokola široko se koristi u video streamingu, internetskim igrama, videopozivima, prenosu glasa preko IP-a, kada neki podatkovni paketi video zapisa izgube, to nema puno značaja i može se zanemariti jer nema puno utjecaja na informacijama koje oni nose i nemaju veliku važnost.

(iii) Otkrivanje i nadzor pogrešaka : Provjera pogrešaka osigurana je u ovom sloju iz sljedeća dva razloga:

Čak i ako se pogreške ne uvedu kada se segment kreće preko veze, moguće je da se pogreške uvedu kada se segment pohrani u memoriju usmjerivača (za čekanje u redovima). Sloj podatkovne veze ne može otkriti pogrešku u ovom scenariju.

Ne postoji jamstvo da će sve veze između izvora i odredišta pružiti nadzor pogrešaka. Jedna od poveznica možda koristi protokol sloja veze koji ne nudi željene ishode.

Metode koje se koriste za provjeru i kontrolu pogrešaka su CRC (ciklična provjera redundancije) i kontrolna suma.

CRC : Koncept CRC (Cyclic Redundancy Check) temelji se na binarnoj podjeli podatkovne komponente, čiji je ostatak (CRC) dodan komponenti podataka i poslan primatelju. Primatelj dijeli podatkovnu komponentu identičnim djeliteljem.

Ako se ostatak dosegne nuli, tada podatkovna komponenta smije proći za prosljeđivanje protokola, inače se pretpostavlja da je podatkovna jedinica izobličena u prijenosu, a paket odbačen.

Generator i provjera suma : U ovoj metodi pošiljatelj koristi mehanizam generiranja kontrolne sume u kojem je komponenta podataka u početku podijeljena na jednake segmente od n bitova. Zatim se svi segmenti zbrajaju primjenom 1-ovog komplementa.

Kasnije se još jednom nadopunjuje i sada se pretvara u kontrolnu sumu, a zatim šalje zajedno s podatkovnom komponentom.

Primjer: Ako se 16 bitova treba poslati na prijemnik, a bitovi su 10000010 00101011, tada će kontrolna suma koja će se prenijeti na prijemnik biti 10000010 00101011 01010000.

Po primanju podatkovne jedinice, prijemnik je dijeli na n jednakih segmenata veličine. Svi se segmenti dodaju pomoću komplementa 1. Rezultat se nadopunjuje još jednom i ako je rezultat nula, podaci se prihvaćaju, a u suprotnom se odbacuju.

Ova metoda otkrivanja i upravljanja pogreškama omogućuje prijamniku da obnovi izvorne podatke kad god se utvrdi da su oštećeni tijekom prijenosa.

# 5) Sloj 5 - Sloj sesije

Ovaj sloj omogućuje korisnicima različitih platformi da uspostave aktivnu komunikacijsku sesiju između sebe.

Glavna funkcija ovog sloja je pružiti sinkronizaciju u dijalogu između dvije prepoznatljive aplikacije. Sinkronizacija je potrebna za učinkovitu isporuku podataka bez ikakvih gubitaka na kraju prijemnika.

Shvatimo to uz pomoć Primjera.

Pretpostavimo da pošiljatelj šalje datoteku velikih podataka s više od 2000 stranica. Ovaj će sloj dodati neke kontrolne točke tijekom slanja datoteke velikih podataka. Nakon slanja malog niza od 40 stranica, osigurava slijed i uspješno potvrđivanje podataka.

Ako je provjera u redu, nastavit će je ponavljati do kraja, inače će se ponovno sinkronizirati i ponovno poslati.

To će vam pomoći u zaštiti podataka, a cijeli se domaćin nikada neće potpuno izgubiti ako se dogodi pad. Također, upravljanje tokenima neće dopustiti da istovremeno prenose dvije mreže teških podataka i istog tipa.

Sloj sjednice

# 6) Sloj 6 - Prezentacijski sloj

Kao što sugerira samo ime, prezentacijski sloj predstavit će podatke krajnjim korisnicima u obliku u kojem se lako mogu razumjeti. Stoga se ovaj sloj brine o sintaksi, jer se način komunikacije koji koriste pošiljatelj i primatelj može razlikovati.

Igra ulogu prevoditelja tako da dva sustava dolaze na istu platformu za komunikaciju i lako se razumiju.

Podaci u obliku znakova i brojeva dijele se u bitove prije slanja slojem. Prevodi podatke za mreže u obliku u kojem ih trebaju i za uređaje poput telefona, računala itd. U formatu koji im trebaju.

Sloj također vrši šifriranje podataka na kraju pošiljatelja i dešifriranje podataka na kraju primatelja.

Također vrši komprimiranje podataka za multimedijske podatke prije prijenosa, jer je duljina multimedijskih podataka vrlo velika i bit će potrebna velika širina pojasa za njihov prijenos putem medija, ti se podaci komprimiraju u male pakete i na kraju prijamnika dekomprimiraju se u dobiti izvornu duljinu podataka u vlastitom formatu.

# 7) Gornji sloj - sloj aplikacije

Ovo je najviši i sedmi sloj OSI referentnog modela. Ovaj će sloj komunicirati s krajnjim korisnicima i korisničkim aplikacijama.

Ovaj sloj omogućuje izravno sučelje i pristup korisnicima s mrežom. Korisnici mogu izravno pristupiti mreži na ovom sloju. Nekoliko Primjeri usluge koje pruža ovaj sloj uključuju e-poštu, dijeljenje datoteka s podacima, softver zasnovan na FTP GUI-u poput Netnumen, Filezilla (koristi se za dijeljenje datoteka), mrežne mrežne uređaje itd.

U ovom sloju postoji neodređenost, kao što nisu sve informacije temeljene na korisniku, a softver se može ugraditi u taj sloj.

Na primjer , bilo koji softver za projektiranje ne može se staviti izravno na ovaj sloj, dok s druge strane kada pristupimo bilo kojoj aplikaciji putem web preglednika, on se može postaviti na taj sloj jer web preglednik koristi HTTP (protokol za prijenos hiperteksta) koji je protokol aplikacijskog sloja.

Stoga se, neovisno o korištenom softveru, na ovom sloju razmatra protokol koji koristi softver.

Programi za testiranje softvera će raditi na ovom sloju jer aplikacijski sloj pruža sučelje krajnjim korisnicima za testiranje usluga i njihove upotrebe. HTTP protokol se uglavnom koristi za testiranje na ovom sloju, ali FTP, DNS, TELNET također se mogu koristiti prema zahtjevima sustava i mreže u kojoj rade.

Zaključak

Iz ovog vodiča saznali smo o funkcionalnostima, ulogama, međusobnoj povezanosti i odnosu između svakog sloja OSI referentnog modela.

Donja četiri sloja (od fizičkog do transportnog) koriste se za prijenos podataka između mreža, a gornja tri sloja (sesija, prezentacija i aplikacija) za prijenos podataka između hostova.

PREV Vodič | SLJEDEĆA Vodič

Preporučena literatura

^