OSI-modell

Introduksjon til OSI

Da ARPA-nettverket nettopp ble utviklet, ønsket vi virkelig å gjøre det så smart som mulig. Men jo mer komplekst nettverket er, desto vanskeligere er det å utvikle og vedlikeholde. Som en løsning ble det foreslått å dele opp alle nettverksfunksjoner i logiske lag.

Nettverksdriftsmodellen refereres til som nettverksmodellen til ISO/OSI Open Systems Interconnection Base Reference Model. Kort fortalt - OSI-modellen (Open Systems Interconnection).

Totalt er det 7 nivåer i denne modellen. Samspillet mellom nivåer er strengt standardisert og minimert. Det lavere nivået har ingen anelse om tilstedeværelsen av høyere nivåer og deres struktur.

Det laveste laget kan bare sende biter . Ikke engang sende, nemlig send. Han aner ikke om de vil eller ikke. Sendt og glemt.

Et høyere nivå opererer allerede med grupper av bit- rammer , og vet litt om den fysiske enheten til nettverket, forstår MAC-adresser og lignende.

Neste nivå er batch. Han er enda smartere og vet hvordan han skal operere med nettverks IP-adresser. Og så videre.

Hvorfor er alt dette nødvendig? For å maksimere fleksibiliteten.

Tenk deg at hvert lag er et Java-grensesnitt og det kan ha flere forskjellige implementeringer. Så her også. På det fysiske nivået kan du sende biter over ledningen, sende over luften (Wi-Fi), sende via satellitt, og alle andre nivåer vil ikke engang vite noe om det. Og alt vil fungere etter hensikten.

OSI-protokollstabel

Du kan studere protokollstabelen mer detaljert på bildet nedenfor :

Men hvis du ikke er systemadministrator, trenger du ikke slik detaljering av protokoller. Mer interessant kan være studiet av TCP (Transmission Control Protocol) / IP (Internet Protocol) protokollstabel.

De tre øverste lagene i OSI-modellen, dvs. applikasjonslaget, presentasjonslaget og sesjonslaget, skilles ikke separat i TCP/IP-modellen, som kun har et applikasjonslag over transportlaget:

Fordeling av protokoller etter lag av OSI-modellen

TCP/IP-protokollstabel

TCP/IP-protokollstabelen inkluderer fire lag:

• Søknadslag _
• Transportlag _
• Internett-lag (nettverkslag) (internettlag)
• Koblingslag (nettverkstilgangslag)

Protokollene til disse lagene implementerer fullt ut all funksjonaliteten til OSI-modellen. All brukerinteraksjon i IP-nettverk er bygget på TCP/IP-protokollstabelen.

TCP/IP-protokollstakken er uavhengig av den fysiske maskinvaren, som blant annet sørger for helt transparent samhandling mellom kablede og trådløse nettverk.

Applikasjonslaget er der de fleste nettverksapplikasjoner kjøres.

Påføringslag

For samspillet mellom programmer finnes det protokoller på høyt nivå for utveksling av informasjon. For eksempel fungerer nettlesere ved hjelp av HTTP-protokollen, e-post sendes ved hjelp av SMTP-protokollen, Telegram fungerer med sin egen krypterte protokoll.

Men vi er lite interessert i private protokoller. Oftest vil du møte bulkprotokoller som en ftp-klient for FTP (filoverføring), SSH (sikker tilkobling til en ekstern maskin), DNS (oversettelse av tegn til IP-adresse) og mange andre.

Nesten alle disse protokollene kjører på toppen av TCP, selv om noen kjører over UDP (User Datagram Protocol) for å få fart på sakene. Men, viktigere, disse protokollene har standardporter. Eksempel:

• 20 FTP til TCP-port 20 (for dataoverføring) og 21 (for kontrollkommandoer)
• 22-SSH
• 23 - Telnet
• 53 - DNS-spørringer
• 80-HTTP
• 443 - HTTPS

Disse portene er definert av Naming Assignment and Unique Parameters Agency (IANA).

Det er flere andre populære applikasjonslagsprotokoller: Echo, Finger, Gopher, HTTP, HTTPS, IMAP, IMAPS, IRC, NNTP, NTP, POP3, POPS, QOTD, RTSP, SNMP, SSH, Telnet, XDMCP.

transportlag

Transportlagsprotokoller er designet for å løse problemet med garantert meldingslevering.

En melding (datapakke) kan sendes og gå tapt et sted på nettverket. I dette tilfellet er det opp til transportlaget å overvåke disse situasjonene og sende meldingen på nytt om nødvendig.

En annen viktig oppgave for transportlagsprotokollen er å kontrollere rekkefølgen meldingene kommer inn i. Det hender ofte at meldinger ble sendt i én rekkefølge og kom i en annen. Og setter du sammen et stort budskap fra slike stykker, får du tull.

For å forhindre at dette skjer, teller transportlaget enten opp meldinger eller sender ikke en ny før den har mottatt bekreftelse på mottak av den forrige. De automatiske rutingprotokollene som er logisk tilstede på dette laget (fordi de kjører på toppen av IP) er faktisk en del av nettverkslagsprotokollene.

TCP-protokollen er en "garantert" tilkoblingspre-etablert transportmekanisme som gir en applikasjon en pålitelig dataflyt, sikrer at mottatte data er feilfrie, ber om data på nytt i tilfelle tap, og eliminerer duplisering av data.

TCP lar deg regulere belastningen på nettverket, samt redusere ventetiden på data ved overføring over lange avstander. Dessuten garanterer TCP at de mottatte dataene ble sendt i nøyaktig samme sekvens. Dette er hovedforskjellen fra UDP.

UDP er en tilkoblingsløs datagramprotokoll. Det kalles også en "upålitelig" overføringsprotokoll, i betydningen manglende evne til å verifisere leveringen av en melding til adressaten, samt mulig blanding av pakker. Applikasjoner som krever garantert dataoverføring bruker TCP-protokollen.

UDP brukes vanligvis i applikasjoner som videostrømming og spill der pakketap tolereres og gjentaking er vanskelig eller uberettiget, eller i utfordringsresponsapplikasjoner (som DNS-spørringer) der etablering av en tilkobling krever mer ressurser enn å sende på nytt.

Både TCP og UDP bruker et nummer som kalles en port for å definere protokollen for det øvre laget.