Modelin yedi seviyesinin her birinin ayrıntılı bir açıklaması ile bu makaledeki osi referans modelinin seviyelerinin amacına bakalım.

Bilgisayar ağlarında ağ etkileşimi ilkesini düzenleme süreci oldukça karmaşık ve zor bir iştir, bu nedenle bu görevi gerçekleştirmek için iyi bilinen ve evrensel bir yaklaşım - ayrıştırma kullanmaya karar verdik.

Ayrışma karmaşık bir problemin birkaç basit probleme bölünmesini kullanan bilimsel bir yöntemdir - birbirine bağlı seriler (modüller).

Katmanlı yaklaşım:

• tüm modüller ayrı gruplara bölünür ve seviyelere göre sıralanır, böylece bir hiyerarşi oluşturulur;
• aynı seviyedeki modüller, görevlerini yerine getirmek için, sadece hemen bitişik alt seviyedeki modüllere istek gönderir;
• kapsülleme ilkesi açıktır - seviye, uygulamasının ayrıntılarını diğer seviyelerden gizleyerek bir hizmet sağlar.

Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO, 1946'da kuruldu), sistemler arasındaki çeşitli etkileşim düzeylerini, adlandırılmış düzeylerle ve her düzeyin kendine özgü göreviyle donatılarak açıkça tanımlayacak ve tanımlayacak evrensel bir model oluşturma göreviyle görevlendirildi. Bu modelin adı açık sistemler etkileşim modeli(Açık Sistem Bağlantısı, OSI) veya ISO / OSI modeli .

Açık Sistemler Ara Bağlantı Referans Modeli (osi yedi seviyeli model) 1977'de tanıtıldı.

Bu modelin onaylanmasından sonra, etkileşim problemi, her biri diğerinden bağımsız olarak çözülebilen yedi özel probleme bölündü (ayrıştı).

OSI Referans Model Katmanları tüm ağ işlevlerinin yedi seviye arasında bölündüğü dikey bir yapıyı temsil eder. Kesin olarak tanımlanmış operasyonların, ekipmanın ve protokollerin bu tür her bir seviyeye karşılık geldiği vurgulanmalıdır.

Seviyeler arasındaki etkileşim şu şekilde organize edilmiştir:

• dikey olarak - ayrı bir bilgisayarın içinde ve yalnızca bitişik seviyelerle.
• yatay olarak - mantıksal etkileşim düzenlenir - iletişim kanalının diğer ucundaki başka bir bilgisayarla aynı düzeyde (yani, bir bilgisayardaki ağ katmanı, diğer bilgisayardaki ağ katmanıyla etkileşime girer).

Yedi seviyeli osi modeli katı bir alt yapıdan oluştuğu için, herhangi bir üst seviye alt seviyenin fonksiyonlarını kullanır ve veri akışının hangi biçimde ve hangi yolla (yani hangi arayüz aracılığıyla) iletilmesi gerektiğini tanır. o.

Bir bilgisayar ağı üzerinden mesaj iletiminin OSI modeline göre nasıl organize edildiğini ele alalım. Uygulama katmanı, uygulama katmanıdır, yani bu düzey, kullanılan işletim sistemi ve verilerin gönderildiği programlar şeklinde kullanıcıya gösterilir. En başta mesajı oluşturan uygulama katmanıdır, daha sonra temsili katmana iletilir, yani OSI modeline iner. Temsilci düzeyi ise, uygulama düzeyinin başlığını analiz eder, gerekli eylemleri gerçekleştirir ve hedefin temsilci düzeyi için hizmet bilgilerini temsilci düzeyinin bir başlığı biçiminde mesajın başına ekler. düğüm. Ayrıca mesajın hareketi aşağı doğru devam eder, oturum katmanına iner ve sırayla servis verilerini de mesajın başına bir başlık şeklinde ekler ve işlem fiziksel katmana ulaşana kadar devam eder. katman.

Unutulmamalıdır ki, katmanların mesajın başına başlık şeklinde servis bilgisi eklemenin yanı sıra, "trailer" olarak adlandırılan mesajın sonuna servis bilgilerini de ekleyebilmektedir.

Mesaj fiziksel katmana ulaştığında, mesaj, iletişim kanalı üzerinden hedef düğüme iletilmek üzere zaten tam olarak oluşturulmuştur, yani OSI modelinin katmanlarına eklenen tüm hizmet bilgilerini içerir.

OSI modelinde uygulama, sunum ve oturum katmanlarında kullanılan "veri" terimine ek olarak, OSI modelinin diğer katmanlarında başka terimler de kullanılmaktadır, böylece OSI modelinin hangi katmanında hemen belirleyebilirsiniz. işleme yapılır.

ISO standartlarında, OSI modelinin farklı katmanlarının protokollerinin çalıştığı belirli bir veri parçasını belirlemek için ortak bir ad kullanılır - Protokol Veri Birimi (PDU). Belirli katmanların veri bloklarını belirlemek için genellikle özel adlar kullanılır: çerçeve, paket, segment.

Fiziksel katman işlevleri

• bu seviyede konnektör tipleri ve pin atamaları standart hale getirilmiştir;
• "0" ve "1"in nasıl temsil edildiğini tanımlar;
• ağ ortamı ve ağ cihazı arasındaki arayüz (elektriksel veya optik sinyalleri bir kabloya veya radyo havasına iletir, alır ve veri bitlerine dönüştürür);
• fiziksel katman işlevleri, ağa bağlı tüm cihazlarda uygulanmaktadır;
• fiziksel katman ekipmanı: göbekler;
• Fiziksel katman ağ arayüzlerine örnekler: RS-232C, RJ-11, RJ-45, AUI, BNC konektörleri.

Bağlantı katmanı işlevleri

• Fiziksel katmanın sıfır ve bir bitleri çerçeveler halinde düzenlenir - "çerçeve". Çerçeve, bağımsız bir mantıksal değere sahip bir veri parçasıdır;
• iletim ortamına erişim organizasyonu;
• veri iletim hatalarının ele alınması;
• düğümler arasındaki bağlantıların yapısını ve nasıl adreslendiklerini tanımlar;
• bağlantı seviyesinde çalışan ekipman: anahtarlar, köprüler;
• veri bağlantısı katmanıyla ilgili protokol örnekleri: Ethernet, Token Ring, FDDI, Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Max, X.25, FrameRelay, ATM.

Bir LAN için bağlantı katmanı iki alt düzeye ayrılır:

• LLC (LogicalLinkControl) — bir iletişim kanalı kurmaktan ve veri mesajlarını hatasız göndermek ve almaktan sorumludur;
• MAC (MediaAccessControl) - ağ bağdaştırıcılarının fiziksel katmanla paylaşılmasını, çerçeve sınırlarının tanımlanmasını, hedef adreslerin tanınmasını (örneğin, ortak bir veri yoluna erişim) sağlar.

Ağ katmanı işlevleri

• İşlevleri gerçekleştirir:
• veri iletim yolunun belirlenmesi;
• en kısa rotanın belirlenmesi;
• ağ sorunlarını ve tıkanıklığı izleme.
• Görevleri çözer:
• mesajların standart olmayan bir yapıya sahip bağlantılar aracılığıyla iletilmesi;
• farklı teknolojilerin koordinasyonu;
• büyük ağlarda adreslemenin basitleştirilmesi;
• ağlar arasında istenmeyen trafiğe engeller oluşturmak.
• Ağ düzeyinde çalışan ekipman: yönlendirici.
• Ağ katmanı protokollerinin türleri:
• ağ protokolleri (paketleri ağ üzerinden iletme:, ICMP);
• yönlendirme protokolleri: RIP, OSPF;
• Adres Çözümleme Protokolleri (ARP)

Osi taşıma işlevleri

• uygulamalara (veya uygulama ve oturum katmanlarına) gerekli güvenilirlik derecesinde veri iletimi sağlar, daha düşük seviyelerin güvenilirlik eksikliğini telafi eder;
• çoğullama ve çoğullama çözme, yani paketlerin toplanması ve sökülmesi;
• protokoller noktadan noktaya iletişim için tasarlanmıştır;
• bu seviyeden başlayarak, protokoller ağın uç düğümlerinin yazılımı tarafından uygulanır - ağ işletim sistemlerinin bileşenleri;
• örnekler: TCP, UDP protokolleri.

Oturum katmanı işlevleri

• uygulamaların birbirleriyle uzun süre etkileşime girmesine izin veren bir iletişim oturumu sürdürmek;
• oturum oluşturma/sonlandırma;
• bilgi değişimi;
• görevlerin senkronizasyonu;
• veri aktarımı hakkının belirlenmesi;
• uygulamaların etkin olmadığı dönemlerde bir oturumun sürdürülmesi.
• Veri akışına kontrol noktaları yerleştirilerek iletim senkronizasyonu sağlanır ve hata durumunda sürecin kaldığı yerden devam eder.

Temsili seviye fonksiyonları

• protokol dönüştürme ve veri kodlama / kod çözme işlemlerinden sorumludur. Uygulama katmanından alınan uygulama isteklerini ağ üzerinden iletilecek bir formata, ağdan alınan verileri ise uygulamaların anlayabileceği bir formata dönüştürür;
• olası uygulama:
• verileri sıkıştır / sıkıştır veya şifrele / kodunu çöz;
• yerel olarak işlenemiyorsa istekleri başka bir ağ kaynağına yönlendirme.
• örnek: SSL protokolü(TCP/IP uygulama katmanı protokolleri için gizli mesajlaşma sağlar).

Osi modeli uygulama katmanı işlevleri

• ağ kullanıcılarının paylaşılan kaynaklara erişim elde ettiği, işbirliğini organize ettiği çeşitli protokoller kümesidir;
• ağ ve kullanıcı arasındaki etkileşimi sağlar;
• Kullanıcı uygulamalarının, veritabanı sorgu işlemcisi, dosya erişimi, e-posta iletme gibi ağ hizmetlerine erişmesine izin verir;
• hizmet bilgilerinin aktarılmasından sorumludur;
• uygulamalara hata bilgisi sağlar;
• örnek: HTTP, POP3, SNMP, FTP.

Yedi katmanlı osi modelinin ağdan bağımsız ve ağdan bağımsız katmanları

İşlevleri açısından, OSI modelinin yedi katmanı iki gruptan birinde sınıflandırılabilir:

• seviyelerin bilgisayar ağının özel teknik uygulamasına bağlı olduğu bir grup. Fiziksel, veri bağlantısı ve ağ katmanları ağa bağlıdır, diğer bir deyişle bu katmanlar, kullanılan belirli ağ ekipmanı ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.
• seviyelerin ağırlıklı olarak uygulamalarla çalışmaya odaklandığı bir grup. Oturum, temsilci ve uygulama seviyeleri, kullanılan uygulamalara odaklanır ve pratik olarak bir bilgisayar ağında ne tür ağ ekipmanının kullanıldığına bağlı değildir, yani ağdan bağımsızdır.

), IPX, IGMP, ICMP, ARP.

Neden bir ağ katmanı oluşturmaya ihtiyaç duyulduğunu, kanal ve fiziksel katmanlar kullanılarak oluşturulan ağların neden kullanıcıların gereksinimlerini karşılayamadığını anlamanız gerekir.

Bağlantı katmanı aracılığıyla çeşitli temel ağ teknolojilerinin entegrasyonu ile karmaşık, yapılandırılmış bir ağ oluşturmak mümkündür: bunun için bazı köprü ve anahtar türleri kullanılabilir. Doğal olarak, genel olarak, böyle bir ağdaki trafik rastgele gelişir, ancak diğer yandan bazı düzenliliklerle de karakterize edilir. Kural olarak, böyle bir ağda, ortak bir görev üzerinde çalışan bazı kullanıcılar (örneğin, bir bölümün çalışanları) çoğunlukla birbirlerine veya ortak bir sunucuya istekte bulunur ve yalnızca bazen bilgisayar kaynaklarına erişmeleri gerekir. başka bir bölümde. Bu nedenle, ağ trafiğine bağlı olarak, ağdaki bilgisayarlar ağ segmentleri adı verilen gruplara ayrılır. Bilgisayarlar, iletilerinin çoğu aynı gruptaki bilgisayarlara yönelikse (adresliyse) gruplandırılır. Ağın bölümlere ayrılması köprüler ve anahtarlar ile gerçekleştirilebilir. Diğer segmentlerde bulunan bilgisayarlara yönelik olanlar dışında, bunun dışında herhangi bir çerçeve iletmeden, segment içindeki yerel trafiği korurlar. Böylece, bir ağ ayrı alt ağlara bölünür. Bu alt ağlardan gelecekte oldukça büyük boyutlarda bileşik ağlar oluşturulabilir.

Alt ağ oluşturma fikri, bileşik ağlar oluşturmanın temelidir.

ağ denir bileşik(internet veya internet), eğer birkaç ağdan oluşan bir koleksiyon olarak temsil edilebiliyorsa. Bileşik bir ağı oluşturan ağlara, her biri kendi bağlantı katmanı teknolojisi üzerinde çalışabilen (gerekli olmasa da) alt ağlar, kurucu ağlar veya basitçe ağlar denir.

Ancak bu fikri tekrarlayıcılar, köprüler ve anahtarlarla hayata geçirmenin çok önemli sınırlamaları ve dezavantajları vardır.

Hem tekrarlayıcılar hem de köprüler veya anahtarlar kullanılarak oluşturulan bir ağın topolojisinde döngüler olmamalıdır. Gerçekten de, bir köprü veya anahtar, bir paketi alıcıya teslim etme sorununu ancak gönderici ile alıcı arasında yalnızca bir yol olduğunda çözebilir. Bununla birlikte, aynı zamanda, döngüleri oluşturan yedek bağlantıların varlığı, daha iyi yük dengeleme için ve ayrıca yedek yollar oluşturarak ağın güvenilirliğini artırmak için genellikle gereklidir.

Köprüler veya anahtarlar arasında bulunan mantıksal ağ segmentleri birbirinden zayıf şekilde yalıtılmıştır. Yayın fırtınalarına karşı bağışık değiller. Herhangi bir istasyon bir yayın mesajı gönderirse, bu mesaj tüm mantıksal ağ segmentlerindeki tüm istasyonlara iletilir. Yönetici, belirli bir düğümün birim zaman başına üretmesine izin verilen yayın paketlerinin sayısını manuel olarak sınırlamalıdır. Prensip olarak, birçok anahtarda uygulanan sanal ağ mekanizmasını (Debian D-Link VLAN Ayarı) kullanarak yayın fırtınaları sorununu bir şekilde ortadan kaldırmayı başardık. Ancak bu durumda, trafikten izole edilmiş oldukça esnek istasyon grupları oluşturmak mümkün olsa da, bunlar tamamen yalıtılmıştır, yani bir sanal ağın düğümleri, başka bir sanal ağın düğümleri ile etkileşime giremez.

Köprüler ve anahtarlar temelinde kurulan ağlarda, paketin içerdiği verilerin değerine göre trafik kontrol sorununu çözmek oldukça zordur. Bu tür ağlarda bu, yalnızca yöneticinin bunları tanımlamak için paket içeriklerinin ikili gösterimiyle ilgilenmesini gerektiren özel filtrelerle mümkündür.

Taşıma alt sisteminin yalnızca köprüleri ve anahtarları içeren fiziksel ve bağlantı katmanları aracılığıyla uygulanması, yetersiz esnek, tek seviyeli bir adresleme sistemine yol açar: MAC adresi, hedef istasyon adresi olarak kullanılır - katı bir adres. ağ bağdaştırıcısı ile ilişkili.

Köprülerin ve anahtarların yukarıdaki tüm dezavantajları, yalnızca bağlantı katmanı protokollerinde çalıştıkları gerçeğiyle ilişkilidir. Mesele şu ki, bu protokoller, büyük bir ağ yapılandırılırken kullanılabilecek bir ağın (veya bir alt ağın veya bir segmentin) bir parçasının kavramını açıkça tanımlamaz. Bu nedenle, ağ teknolojileri geliştiricileri, bileşik bir ağ oluşturma görevini yeni bir düzeye - ağ düzeyine - emanet etmeye karar verdiler.

Bu model 1984 yılında Uluslararası Standart Organizasyonu (ISO) tarafından geliştirilmiştir ve orijinalinde Açık Sistemler Ara Bağlantısı, OSI olarak adlandırılır.
Açık sistem etkileşim modeli (aslında - ağ etkileşim modeli), ağ iletişimlerinin tasarımı için bir standarttır ve ağların inşasına katmanlı bir yaklaşım getirir.
Modelin her seviyesi, etkileşim sürecinin farklı aşamalarına hizmet eder. OSI ağ modeli, katmanlara bölerek donanım ve yazılımın birlikte çalışmasını kolaylaştırır. OSI modeli, ağ işlevlerini yedi katmana ayırır: uygulama, sunum, oturum, taşıma, ağ, bağlantı ve fiziksel.

• Fiziksel katman(Fiziksel katman) - bilgisayarların ağa fiziksel olarak bağlanma şeklini tanımlar. Bu katmanla ilgili araçların işlevleri, dijital verilerin fiziksel bir ortam (örneğin bir kablo üzerinden) üzerinden iletilen sinyallere bit bit dönüştürülmesinin yanı sıra sinyallerin gerçek iletimidir.
• Bağlantı katmanı(Veri Bağlantısı katmanı) - fiziksel katman aracılığıyla aboneler arasında veri aktarımının düzenlenmesinden sorumludur, bu nedenle bu düzeyde, ortak iletişim hattına bağlı tüm aboneler kümesinde gönderici ve alıcıyı benzersiz bir şekilde tanımlamaya izin veren adresleme araçları sağlanır. Bu katmanın işlevleri, aynı zamanda, bir iletişim hattının birkaç çift abone tarafından paralel kullanımı amacıyla iletimin sıralanmasını da içerir. Ek olarak, bağlantı katmanı tesisleri, veriler fiziksel katman tarafından iletildiğinde oluşabilecek hata kontrolünü sağlar.
• Ağ katmanı(Ağ katmanı) - çeşitli fiziksel ağların birleşimi olan ağdaki bilgisayarlar arasında veri iletimini sağlar. Bu seviye, birbirine bağlı ağdaki bir bilgisayarın açık bir şekilde tanımlanmasına izin veren mantıksal adresleme araçlarının varlığını varsayar. Bu seviye aracılığıyla gerçekleştirilen ana işlevlerden biri, verilerin belirli bir alıcıya amaçlı olarak aktarılmasıdır.
• Taşıma katmanı(Taşıma katmanı) - Farklı bilgisayarlarda çalışan iki program arasında veri aktarımını gerçekleştirirken, alt katmanların aktarım hataları sonucu oluşabilecek bilgi kaybı ve tekrarı olmamasını sağlar. Taşıma katmanı aracılığıyla iletilen veriler parçalanmışsa, bu katmanın araçları parçaların doğru sırada birleştirilmesini garanti eder.
• Oturum (veya oturum) düzeyi(Oturum katmanı) - iki programın ağ üzerinden oturum (oturum) veya oturum adı verilen sürekli bir etkileşimi sürdürmesine izin verir. Bu katman, oturum oluşturma, bilgi alışverişi ve oturum sonlandırmayı yönetir. Ayrıca tanımlamadan da sorumludur, böylece yalnızca belirli abonelerin oturuma katılmasına izin verir ve oturum bilgilerine erişimi kolaylaştırmak için güvenlik hizmetleri sağlar.
• Sunum katmanı(Sunum katmanı) - giden bir mesajın verilerinin alt katmanlar aracılığıyla sağlanan ortak bir biçime ara dönüşümünü ve gelen verilerin ortak bir biçimden alıcı program tarafından anlaşılabilir bir biçime ters dönüştürülmesini gerçekleştirir. .
• Uygulama seviyesi(Uygulama katmanı) - Dosya aktarımı, e-posta mesajlaşma vb. gibi üst düzey ağ işlevleri sağlar.

Sade dilde OSI modeli

Ağ modelleri. Bölüm 1. OSI.

OSI Ağ Referans Modeli

Yukarıda bahsedildiği gibi, ağ modeli, ağ protokollerinin (standartlarının) etkileşimi için bir modeldir ve her katmanın kendi protokolleri vardır. Sıkıcı süreçlerini listeleyin (ve yapacak bir şey yok), bu yüzden her şeyi bir örnekle daha iyi analiz edelim, çünkü materyallerin örneklerde özümsenmesi çok daha yüksektir;)

Uygulama seviyesi

Temsili seviye

Oturum düzeyi

Taşıma katmanı

Ağ katmanı

Bağlantı katmanı

Fiziksel katman

Çözüm

Ve tekrar merhaba sevgili dostlar, bugün OSI ağ modelinin ne olduğunu, aslında neden amaçlandığını anlayacağız.

Muhtemelen zaten anladığınız gibi, modern ağlar çok, çok karmaşıktır, içlerinde birçok farklı işlem gerçekleşir, yüzlerce eylem gerçekleştirilir. Bu çeşitli ağ işlevlerini tanımlama sürecini basitleştirmek için (ve bu işlevlerin daha da geliştirilmesi sürecini basitleştirmek için daha da önemli olan), bunları yapılandırmaya yönelik girişimlerde bulunulmuştur. Yapılanmanın bir sonucu olarak, bir bilgisayar ağı tarafından gerçekleştirilen tüm işlevler, her biri yalnızca belirli, oldukça uzmanlaşmış görevlerden sorumlu olan birkaç seviyeye ayrılır. Burada ağ modeli bir şirketin yapısıyla karşılaştırılabilir. Şirket bölümlere ayrılmıştır. Her departman kendi işlevlerini yerine getirir, ancak çalışma sırasında diğer departmanlarla iletişim kurar.

Bir Ağ Modeli Kullanarak İşlevleri Ayırma

OSI ağ modelinin katmanları arasındaki etkileşim

OSI ağ modelinin bazı katmanlarında işlem

OSI modeli perspektifinden iki sistemin iletişimi

Kapsülleme ilkesinin gösterilmesi

Açık Sistem Etkileşim Modeli Katmanları

Uygulama katmanı, uygulamaların ağ ile iletişim kurduğu noktadır (OSI modeline giriş noktası). OSI modelinin bu katmanı kullanılarak şu görevler gerçekleştirilir: ağ yönetimi, sistem doluluk yönetimi, dosya aktarım yönetimi, şifreleriyle kullanıcı tanımlama. Bu seviyedeki protokol örnekleri şunlardır: HTTP, SMTP, RDP, vb. Çok sık olarak, uygulama düzeyindeki protokoller, sunum ve oturum düzeyindeki protokollerin işlevlerini aynı anda gerçekleştirir.

Bu seviye, veri sunum formatından sorumludur. Kabaca söylemek gerekirse, uygulama katmanından alınan verileri ağ üzerinden iletmeye uygun bir formata dönüştürür (ve buna göre, ağdan alınan bilgileri uygulamalar tarafından işlenmeye uygun bir formata dönüştürerek ters işlemi gerçekleştirir).

Bu seviyede, iki sistem arasında bir iletişim oturumunun kurulması, bakımı ve yönetimi gerçekleşir. Etkileşimlerinin gerçekleştiği tüm süre boyunca sistemler arasındaki iletişimi sürdürmekten sorumlu olan bu seviyedir.

OSI ağ modelinin bu katmanının protokolleri, verilerin bir sistemden diğerine aktarılmasından sorumludur. Bu seviyede, büyük veri blokları ağ katmanı tarafından işlenmeye uygun daha küçük bloklara bölünür (çok küçük veri blokları daha büyük bloklar halinde birleştirilir), bu bloklar alıcı tarafta sonraki kurtarmaları için uygun şekilde işaretlenir. Ayrıca, uygun protokoller kullanıldığında, bu katman, ağ katmanında paketlerin teslimi üzerinde kontrol sağlayabilir. Belirli bir katmanda çalıştırılan veri bloğuna genellikle segment denir. Bu katmanın protokol örnekleri şunlardır: TCP, UDP, SPX, ATP, vb.

Bu katman, bu katmanın veri bloklarının yönlendirilmesinden (bir sistemden diğerine en uygun rotaların belirlenmesinden) sorumludur. Bu seviyedeki bir veri bloğuna genellikle paket denir. Ayrıca, bu seviye, yönlendirmenin gerçekleştiği sistemlerin (aynı IP adresleri) mantıksal adreslenmesinden sorumludur. Bu seviyenin protokolleri şunları içerir: IP, IPX vb. Bu seviyede çalışan cihazlar yönlendiricilerdir.

Bu katman, ağ cihazlarının (MAC adresleri) fiziksel adreslenmesinden, medya erişim kontrolünden ve fiziksel katman tarafından yapılan hata düzeltmesinden sorumludur. Veri bağlantı katmanında kullanılan veri bloğuna genellikle çerçeve denir. Bu seviye aşağıdaki cihazları içerir: anahtarlar (tümü değil), köprüler vb. Bu katmanı kullanan tipik bir teknoloji Ethernet'tir.

Seçilen iletim ortamı üzerinden optik veya elektriksel darbeler iletir. Bu seviyedeki cihazlar, her türlü tekrarlayıcı ve hub içerir.

Teori ile başlamak ve ardından sorunsuz bir şekilde pratiğe geçmek kesinlikle daha iyidir. Bu nedenle, önce ağ modelini (teorik model) ele alacağız ve ardından teorik ağ modelinin ağ altyapısına (ağ ekipmanı, kullanıcı bilgisayarları, kablolar, radyo dalgaları vb.) nasıl uyduğunun perdesini açacağız.

Böyle, ağ modeli ağ protokollerinin etkileşimi için bir modeldir. Ve protokoller de farklı programların nasıl veri alışverişi yapacağını tanımlayan standartlardır.

Bir örnekle açıklayayım: İnternette herhangi bir sayfayı açarken sunucu (açılan sayfanın bulunduğu yer) HTTP protokolü üzerinden tarayıcınıza veri (hypertext belgesi) gönderir. HTTP protokolü sayesinde sunucudan veri alan tarayıcınız bunu nasıl işleyeceğini bilir ve başarılı bir şekilde işleyerek size istenen sayfayı gösterir.

İnternet'teki bir sayfanın ne olduğunu henüz bilmiyorsanız, kısaca açıklayacağım: Bir web sayfasındaki herhangi bir metin, tarayıcıya hangi metin boyutunu kullanacağını, rengini, konumunu bildiren özel etiketler içine alınır. sayfa (sol, sağ veya orta). Bu sadece metin için değil, aynı zamanda resimler, formlar, aktif öğeler ve genel olarak tüm içerik için de geçerlidir, yani. sayfada ne var. Tarayıcı, etiketleri algılar, talimatlarına göre hareket eder ve bu etiketlerin içine alınmış işlenmiş verileri size gösterir. Bu sayfanın etiketlerini (ve etiketler arasındaki bu metni) kendiniz görebilirsiniz, bunun için tarayıcınızın menüsüne gidin ve kaynak kodunu görüntüle'yi seçin.

Fazla oyalanmayalım, "Ağ Modeli" uzman olmak isteyenler için gerekli bir konudur. Bu yazı 3 bölümden oluşuyor ve sizler için sıkıcı değil, anlaşılır ve kısa yazmaya çalıştım. Daha fazla ayrıntı veya ek açıklama için sayfanın altındaki yorumların aboneliğini iptal edin, size kesinlikle yardımcı olacağım.

Cisco Networking Academy'de olduğu gibi, iki ağ modelini ele alacağız: OSI modeli ve TCP / IP modeli (bazen DOD olarak adlandırılır) ve aynı zamanda bunları karşılaştıracağız.

OSI, Açık Sistem Bağlantısı anlamına gelir. Rusça'da kulağa şöyle geliyor: Açık sistem etkileşiminin ağ modeli (referans modeli). Bu model güvenle standart olarak adlandırılabilir. Bu, ağ cihazı üreticilerinin yeni ürünler geliştirirken takip ettikleri modeldir.

OSI ağ modeli 7 katmandan oluşur ve saymaya alttan başlamak gelenekseldir.

Bunları sıralayalım:

• 7. Uygulama katmanı
• 6. Sunum veya sunum katmanı
• 5. Oturum katmanı
• 4. Taşıma katmanı
• 3. Ağ katmanı
• 2. Veri bağlantı katmanı
• 1. Fiziksel katman

Yukarıda bahsedildiği gibi, ağ modeli, ağ protokollerinin (standartlarının) etkileşimi için bir modeldir ve her katmanın kendi protokolleri vardır. Sıkıcı süreçlerini listeleyin (ve yapacak bir şey yok), bu yüzden her şeyi bir örnekle daha iyi analiz edelim, çünkü materyallerin örneklerde özümsenmesi çok daha yüksektir;)

Uygulama seviyesi

Uygulama katmanı veya uygulama katmanı, modelin en üst katmanıdır. Kullanıcı uygulamalarını ağa bağlar. Hepimiz bu uygulamalara aşinayız: web'de gezinme (HTTP), posta gönderme ve alma (SMTP, POP3), dosya alma ve alma (FTP, TFTP), uzaktan erişim (Telnet), vb.

Temsili seviye

Sunum katmanı veya sunum katmanı - verileri uygun biçime dönüştürür. Bir örnek kullanarak, anlamak daha kolaydır: ekranda gördüğünüz bu resimler (tüm resimler), bir dosyanın küçük bölümleri ve sıfırlar (bitler) biçiminde aktarılırken iletilir. Yani arkadaşınıza e-posta ile bir fotoğraf gönderdiğinizde, SMTP Uygulama Katmanı protokolü fotoğrafı daha düşük seviyeye, yani. Sunum düzeyine. Fotoğrafınızın, örneğin bit (birler ve sıfırlar) cinsinden daha düşük seviyeler için uygun bir veri biçimine dönüştürüldüğü yer.

Aynen aynı şekilde arkadaşınız fotoğrafınızı almaya başladığında ona hepsi aynı birler ve sıfırlar şeklinde gelecek ve bitleri tam teşekküllü bir fotoğrafa dönüştüren Temsil seviyesidir, örneğin, bir JPEG.

Bu katman, görüntülerin (JPEG, GIF, PNG, TIFF), kodlamaların (ASCII, EBDIC), müzik ve videonun (MPEG) vb. protokolleri (standartları) ile bu şekilde çalışır.

Oturum düzeyi

Oturum katmanı veya oturum katmanı - adından da anlaşılacağı gibi bilgisayarlar arasında bir iletişim oturumu düzenler. Sesli ve görüntülü konferans iyi bir örnek olabilir, bu seviyede sinyalin hangi codec bileşeniyle kodlanacağı belirlenir ve bu codec bileşeni her iki makinede de bulunmalıdır. Başka bir örnek, bildiğimiz SMS ve USSD isteklerini göndermek için kullanılan SMPP (Kısa mesaj eşler arası protokol) protokolüdür. Son bir örnek: PAP (Parola Doğrulama Protokolü), bir sunucuya şifreleme olmadan bir kullanıcı adı ve parola göndermek için kullanılan eski moda bir protokoldür.

Oturum seviyesi hakkında daha fazla bir şey söylemeyeceğim, aksi takdirde protokollerin sıkıcı özelliklerini inceleyeceğiz. Ve (özellikler) ilginizi çekiyorsa, konuyu daha ayrıntılı olarak ortaya çıkarmak için bana mektup yazın veya yorumlarda bir mesaj bırakın ve yeni makale sizi uzun süre bekletmeyecek;)

Taşıma katmanı

Taşıma katmanı - bu katman, göndericiden alıcıya veri aktarımının güvenilirliğini sağlar. Aslında her şey çok basit, örneğin arkadaşınız veya öğretmeninizle bir web kamerası kullanarak iletişim kuruyorsunuz. İletilen görüntünün her bitinin güvenilir bir şekilde teslimine ihtiyaç var mı? Tabii ki hayır, video akışından birkaç bit kaybederseniz, bunun farkına bile varmazsınız, resim bile değişmez (belki 900.000 pikselden bir pikselin rengi değişir, bu da bir saniyede yanıp söner). saniyede 24 kare).

Şimdi bir örnek verelim: Bir arkadaşınız size (örneğin mail yoluyla) önemli bilgileri veya arşivdeki bir programı gönderiyor. Bu arşivi bilgisayarınıza indiriyorsunuz. Burada %100 güvenilirliğe ihtiyaç vardır, tk. arşivi indirirken birkaç bit kaybolursa, daha sonra açamazsınız, yani. gerekli verileri çıkarın. Veya sunucuya bir parola göndermeyi hayal edin ve yol boyunca bir bit kaybolur - parola zaten görünümünü kaybedecek ve değer değişecektir.

Bu nedenle, internette video izlediğimizde bazen bazı artefaktlar, gecikmeler, gürültü vb. Ve bir web sayfasından metin okuduğumuzda, harflerin kaybolmasına (veya küçültülmesine) izin verilmez ve programları indirdiğimizde de her şey hatasız gider.

Bu seviyede iki protokolü ayırt edeceğim: UDP ve TCP. Kullanıcı Datagram Protokolü (UDP), bir bağlantı kurmadan veri iletir, veri teslimini onaylamaz ve yeniden denemez. İletim öncesi bağlantı kuran, verilerin teslim edildiğini onaylayan, gerekirse yeniden deneme yapan, indirilen verilerin bütünlüğünü ve doğru sırasını garanti eden TCP (İletim Kontrol Protokolü).

Bu nedenle, müzik, video, video konferans ve aramalar (kontrol etmeden ve gecikme olmadan veri aktarıyoruz) ve metin, programlar, şifreler, arşivler vb. için UDP kullanıyoruz. - TCP (alındı ​​onayı ile veri iletimi, daha fazla zaman harcanır).

Ağ katmanı

Ağ katmanı - bu katman, verilerin aktarılacağı yolu tanımlar. Ve bu arada, bu, OSI Ağ Modelinin üçüncü seviyesi ve üçüncü seviyenin cihazları olarak adlandırılan cihazlar var - yönlendiriciler.

Hepimiz IP adresini duyduk ve İnternet Protokolü'nün (IP) yaptığı da bu. IP adresi, bir ağdaki mantıksal bir adrestir.

Bu seviyede birçok protokol vardır ve tüm bu protokolleri daha sonra ayrı makaleler ve örneklerle daha detaylı inceleyeceğiz. Şimdi sadece birkaç popüler olanı listeleyeceğim.

Herkesin IP adresini ve ping komutunu duyduğu gibi - bu ICMP protokolüdür.

Yönlendiriciler (gelecekte birlikte çalışacağımız), paketleri yönlendirmek için bu katmanın protokollerini kullanır (RIP, EIGRP, OSPF).

Bağlantı katmanı

Veri bağlantı katmanı - fiziksel katmandaki ağların etkileşimi için buna ihtiyacımız var. Muhtemelen herkes MAC adresini duymuştur, yani bu fiziksel bir adrestir. Bağlantı katmanı cihazları - anahtarlar, hub'lar vb.

IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü), bağlantı katmanını iki alt katmanda tanımlar: LLC ve MAC.

LLC - Üst katmanla etkileşim kurmak için tasarlanmış Mantıksal Bağlantı Kontrolü.

MAC - Alt katmanla etkileşim kurmak için tasarlanmış Medya Erişim Kontrolü.

Bir örnekle açıklayayım: bilgisayarınızın (dizüstü bilgisayar, iletişim cihazı) bir ağ kartı (veya başka bir adaptör) vardır ve bu nedenle onunla etkileşime girecek bir sürücü (kartla) vardır. sürücü biraz program- alt seviyelerle veya daha doğrusu mikroişlemci ile iletişim kurmanın mümkün olduğu kanal seviyesinin üst alt seviyesi ( ütü) - bağlantı katmanının alt alt katmanı.

Bu düzeyde birçok tipik temsilci vardır. PPP (Noktadan Noktaya), iki bilgisayarı doğrudan bağlamak için bir protokoldür. FDDI (Fiber Distributed Data Interface), verileri 200 kilometreye kadar bir mesafeye ileten bir standarttır. CDP (Cisco Discovery Protocol), Cisco Systems'a ait, komşu cihazları keşfedebileceğiniz ve bu cihazlar hakkında bilgi alabileceğiniz tescilli (tescilli) bir protokoldür.

Fiziksel katman

Fiziksel katman, veri akışını doğrudan aktaran en alt katmandır. Protokolleri hepimiz iyi biliyoruz: Bluetooth, IRDA (Kızılötesi İletişim), bakır teller (bükümlü çift, telefon hattı), Wi-Fi, vb.

Çözüm

Bu yüzden OSI ağ modelini analiz ettik. Bir sonraki bölümde TCP/IP Networking modeline geçeceğiz, daha küçük ve protokoller aynı. CCNA testlerini başarıyla geçmek için karşılaştırma yapmak ve yapılacak farklılıkları belirlemek gerekir.

Farklı üreticilerin ağ cihazlarının çalışmasını uyumlu hale getirmek, farklı sinyal yayma ortamı kullanan ağların etkileşimini sağlamak için açık sistem etkileşimi (OSI) için bir referans modeli oluşturulmuştur. Referans modeli hiyerarşiktir. Her katman bir üst katmana hizmet sağlar ve alt katmanın hizmetlerini kullanır.

Veri işleme, uygulama katmanında başlar. Bundan sonra veriler, referans modelin tüm katmanlarından geçer ve fiziksel katman aracılığıyla iletişim kanalına gönderilir. Resepsiyonda verilerin ters işlenmesi gerçekleşir.

OSI Referans Modeli iki kavram sunar: protokol ve arayüz.

Protokol, çeşitli açık sistemlerin katmanlarının etkileşime girdiği bir kurallar dizisidir.

Arayüz, açık bir sistemin öğeleri arasındaki etkileşim araçlarının ve yöntemlerinin bir toplamıdır.

Protokol, farklı düğümlerde aynı seviyedeki modüllerin etkileşimi için kuralları tanımlar ve arayüz, bir düğümdeki komşu seviyelerin modülleri için kuralları tanımlar.

OSI Referans Modelinin toplamda yedi katmanı vardır. Gerçek yığınlarda daha az seviye kullanıldığını belirtmekte fayda var. Örneğin, popüler TCP/IP yalnızca dört katman kullanır. Nedenmiş? Biraz sonra açıklayacağız. Şimdi yedi seviyenin her birine ayrı ayrı bakalım.

OSI model seviyeleri:

• Fiziksel katman. Veri iletim ortamının türünü, arayüzlerin fiziksel ve elektriksel özelliklerini, sinyal türünü belirler. Bu katman bilgi parçalarıyla ilgilenir. Fiziksel katman protokollerine örnekler: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
• Bağlantı katmanı. İletim ortamına erişimden, hata düzeltmeden, güvenilir veri iletiminden sorumludur. Resepsiyonda fiziksel katmandan alınan veriler çerçevelere paketlenir ve daha sonra bütünlükleri kontrol edilir. Hata yoksa, veriler ağ katmanına aktarılır. Hatalar varsa çerçeve atılır ve yeniden iletim talebi oluşturulur. Bağlantı katmanı iki alt katmana bölünmüştür: MAC (Medya Erişim Kontrolü) ve LLC (Yerel Bağlantı Kontrolü). MAC, paylaşılan fiziksel ortama erişimi düzenler. LLC, ağ katmanı hizmeti sağlar. Anahtarlar bağlantı düzeyinde çalışır. Protokol örnekleri: Ethernet, PPP.
• Ağ katmanı. Ana görevleri yönlendirmedir - optimal veri iletim yolunun belirlenmesi, düğümlerin mantıksal olarak adreslenmesi. Ayrıca, bu seviyeye ağda sorun giderme (ICMP protokolü) için görevler atanabilir. Ağ katmanı paketlerle çalışır. Protokol örnekleri: IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
• Taşıma katmanı. Verileri, aktarıldıkları sırada hatasız, kayıpsız ve tekrarsız olarak sunmak üzere tasarlanmıştır. Göndericiden alıcıya veri iletiminin uçtan uca kontrolünü gerçekleştirir. Protokol örnekleri: TCP, UDP.
• Oturum seviyesi. Bir iletişim oturumunun oluşturulmasını / bakımını / sonlandırılmasını yönetir. Protokol örnekleri: L2TP, RTCP.
• Temsili seviye. Verilerin istenilen forma dönüştürülmesi, şifreleme/kodlama, sıkıştırma işlemlerini gerçekleştirir.
• Uygulama seviyesi. Kullanıcı ve ağ arasındaki etkileşimi gerçekleştirir. İstemci tarafı uygulamalarla etkileşime girer. Protokol örnekleri: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

Referans modeli tanıdıktan sonra TCP/IP protokol yığınına bakalım.

TCP/IP modeli dört katman tanımlar. Yukarıdaki şekilden de görebileceğiniz gibi, bir TCP/IP katmanı, OSI modelinin birkaç katmanına karşılık gelebilir.

TCP / IP Model Seviyeleri:

• Ağ arayüzü katmanı. OSI modelinin iki alt katmanına karşılık gelir: kanal ve fiziksel. Buna dayanarak, bu seviyenin iletim ortamının özelliklerini (bükümlü çift, optik fiber, radyo hava), sinyal tipini, kodlama yöntemini, iletim ortamına erişimi, hata düzeltmeyi, fiziksel adreslemeyi (MAC) belirlediği açıktır. adresleri). TCP/IP modelinde Ethrnet protokolü ve türevleri (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) bu seviyede çalışır.
• Ara çalışma katmanı. OSI modelinin ağ katmanına uygundur. Tüm işlevlerini üstlenir: yönlendirme, mantıksal adresleme (IP adresleri). Bu seviyede IP protokolü çalışır.
• Taşıma katmanı. OSI modelinin taşıma katmanına uygundur. Paketlerin kaynaktan hedefe iletilmesinden sorumludur. Bu seviyede iki protokol devreye girer: TCP ve UDP. Hata oluştuğunda ön bağlantı, yeniden iletim istekleri nedeniyle TCP, UDP'den daha güvenilirdir. Ancak aynı zamanda TCP, UDP'den daha yavaştır.
• Uygulama seviyesi. Ana görevi, ana bilgisayarlardaki uygulamalar ve süreçlerle etkileşim kurmaktır. Protokol örnekleri: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Kapsülleme, paketin bağımsız servis başlıklarının daha yüksek seviyelere dahil edilerek alt seviyelerin başlıklarından soyutlandığı bir veri paketini paketleme yöntemidir.

Belirli bir örneği ele alalım. Diyelim ki bilgisayardan siteye geçmek istiyoruz. Bunu yapmak için bilgisayarımızın, ihtiyacımız olan sitenin sayfasını saklayan web sunucusunun kaynaklarını almak için bir http isteği hazırlaması gerekir. Uygulama düzeyinde, tarayıcının verilerine (Veri) bir HTTP başlığı eklenir. Daha sonra, taşıma düzeyinde, göndericinin ve alıcının bağlantı noktası numaralarını içeren paketimize bir TCP başlığı eklenir (HTTP için bağlantı noktası 80). Ağ düzeyinde, gönderici ve alıcının IP adreslerini içeren bir IP başlığı oluşturulur. İletimden hemen önce, gönderici ve alıcının fiziksel (MAC adreslerini) içeren bağlantı katmanına bir Ethrnet başlığı eklenir. Tüm bu işlemlerden sonra bilgi bitleri şeklindeki paket ağ üzerinden iletilir. Resepsiyonda, tersi prosedür gerçekleşir. Her seviyedeki web sunucusu ilgili başlığı kontrol edecektir. Kontrol başarılı olursa, başlık atılır ve paket en üst katmana gider. Aksi takdirde, tüm paket atılır.