OSI står för Open Systems Interconnection , där öppen står för att säga icke-proprietär. Det är en 7-lagers arkitektur där varje lager har specifik funktionalitet att utföra. Alla dessa sju lager arbetar tillsammans för att överföra data från en person till en annan över hela världen. OSI-referensmodellen utvecklades av ISO – 'International Organization for Standardization ’, år 1984.

OSI-modellen ger en teoretisk grund för förståelse nätverkskommunikation . Men det är vanligtvis inte direkt implementerat i sin helhet i verkligheten nätverkshårdvara eller programvara . Istället, specifika protokoll och tekniker är ofta utformade utifrån de principer som beskrivs i OSI-modell för att underlätta effektiv dataöverföring och nätverksverksamhet.

Nödvändig förutsättning: Grunderna i datornätverk

• Vad är OSI-modellen?
• Vilka är de 7 lagren i OSI-modellen?
• Fysiskt lager – lager 1
• Nätverkslager – Lager 3
• Transportlager – Lager 4
• Sessionslager – lager 5
• Presentationslager – Lager 6
• Applikationslager – Lager 7
• Fördelar med OSI-modellen
• OSI-modell i ett nötskal
• OSI vs TCP/IP-modell

Vad är OSI-modellen?

OSI-modellen, skapad 1984 av ISO , är ett referensramverk som förklarar processen för att överföra data mellan datorer. Den är uppdelad i sju lager som samverkar att utföra specialiserade nätverksfunktioner , vilket möjliggör ett mer systematiskt tillvägagångssätt för nätverkande.

Vilka är de 7 lagren i OSI-modellen?

OSI-modellen består av sju abstraktionslager arrangerade i en top-down-ordning:

1. Fysiskt lager
2. Nätverkslager
4. Transportlager
5. Sessionslager
6. Presentationslager
7. Applikationslager

Fysiskt lager – lager 1

Det lägsta lagret i OSI-referensmodellen är det fysiska lagret. Den ansvarar för den faktiska fysiska kopplingen mellan enheterna. Det fysiska lagret innehåller information i form av bitar. Den är ansvarig för att sända enskilda bitar från en nod till nästa. Vid mottagning av data kommer detta lager att få den mottagna signalen och konvertera den till nollor och 1:or och skicka dem till datalänkslagret, som kommer att sätta ihop ramen igen.

Det fysiska skiktets funktioner

• Bitsynkronisering: Det fysiska lagret tillhandahåller synkroniseringen av bitarna genom att tillhandahålla en klocka. Denna klocka styr både sändare och mottagare, vilket ger synkronisering på bitnivå.
• Bithastighetskontroll: Det fysiska lagret definierar också överföringshastigheten, dvs antalet bitar som skickas per sekund.
• Fysiska topologier: Fysiskt lager specificerar hur de olika enheterna/noderna är ordnade i ett nätverk, dvs buss-, stjärn- eller meshtopologi.
• Överföringsläge: Det fysiska lagret definierar också hur data flyter mellan de två anslutna enheterna. De olika möjliga överföringslägena är Simplex, halv-duplex och full-duplex.

Notera:

1. Hub, Repeater, Modem och Kablar är enheter för fysiska lager.
2. Network Layer, Data Link Layer och Physical Layer är också kända som Nedre lager eller Hårdvarulager .

MAC-adress .
Datalänkslagret är uppdelat i två underlager:

1. Media Access Control (MAC)

Paketet som tas emot från nätverkslagret är vidare uppdelat i ramar beroende på ramstorleken på NIC (Network Interface Card). DLL kapslar också avsändarens och mottagarens MAC-adress i rubriken.

Mottagarens MAC-adress erhålls genom att placera en ARP (Address Resolution Protocol) fråga på tråden och frågar Vem har den IP-adressen? och destinationsvärden kommer att svara med sin MAC-adress.

Funktioner i datalänkslagret

• Inramning: Inramning är en funktion av datalänklagret. Det tillhandahåller ett sätt för en avsändare att sända en uppsättning bitar som är meningsfulla för mottagaren. Detta kan åstadkommas genom att fästa speciella bitmönster i början och slutet av ramen.
• Fysisk adressering: Efter att ha skapat ramar lägger datalänklagret till fysiska adresser ( MAC-adresser ) av sändaren och/eller mottagaren i rubriken för varje ram.
• Felkontroll: Datalänkskiktet tillhandahåller mekanismen för felkontroll i vilken den upptäcker och återsänder skadade eller förlorade ramar.
• Flödeskontroll: Datahastigheten måste vara konstant på båda sidor, annars kan data skadas, så flödeskontroll koordinerar mängden data som kan skickas innan en bekräftelse tas emot.
• Åtkomstkontroll: När en enskild kommunikationskanal delas av flera enheter hjälper MAC-underlagret i datalänkslagret till att bestämma vilken enhet som har kontroll över kanalen vid en given tidpunkt.

Notera:

1. Paket i datalänklagret kallas Ram.
2. Data Link-lagret hanteras av NIC (Network Interface Card) och drivrutiner för värdmaskiner.
3. Switch & Bridge är Data Link Layer-enheter.

Nätverkslager – Lager 3

Nätverkslagret fungerar för överföring av data från en värd till den andra som finns i olika nätverk. Den tar också hand om paketdirigering, dvs val av den kortaste vägen för att överföra paketet, bland antalet tillgängliga rutter. Avsändarens och mottagarens IP-adress es placeras i rubriken av nätverkslagret.

om och annat i bash

Nätverkslagrets funktioner

• Routing: Nätverkslagerprotokollen avgör vilken rutt som är lämplig från källa till destination. Denna funktion hos nätverkslagret är känd som routing.
• Logisk adressering: För att identifiera varje enhetsinternätverk unikt, definierar nätverkslagret ett adresseringsschema. Avsändarens och mottagarens IP-adresser placeras i headern av nätverkslagret. En sådan adress särskiljer varje enhet unikt och universellt.

Notera:

1. Segment i nätverkslagret kallas Paket .
2. Nätverkslagret implementeras av nätverksenheter som routrar och switchar.

Transportlager – Lager 4

Transportlagret tillhandahåller tjänster till applikationslagret och tar tjänster från nätverkslagret. Data i transportskiktet kallas Segment . Det är ansvarigt för leveransen av hela meddelandet. Transportlagret tillhandahåller också bekräftelsen av den framgångsrika dataöverföringen och återsänder data om ett fel hittas.

Vid avsändarens sida: Transportlagret tar emot formaterad data från de övre lagren, utför Segmentering , och även implementerar Flödes- och felkontroll för att säkerställa korrekt dataöverföring. Den lägger också till Källa och Destination portnummer s i dess rubrik och vidarebefordrar segmenterad data till nätverkslagret.

Notera: Avsändaren måste känna till portnumret som är kopplat till mottagarens applikation.

I allmänhet är detta destinationsportnummer konfigurerat, antingen som standard eller manuellt. Till exempel, när en webbapplikation begär en webbserver, använder den vanligtvis portnummer 80, eftersom detta är standardporten som tilldelas webbapplikationer. Många applikationer har tilldelade standardportar.

Vid mottagarens sida: Transport Layer läser portnumret från dess rubrik och vidarebefordrar de data som den har tagit emot till respektive applikation. Den utför också sekvensering och återmontering av segmenterade data.

Transportskiktets funktioner

• Segmentering och återmontering: Detta lager accepterar meddelandet från (sessions)lagret och delar upp meddelandet i mindre enheter. Vart och ett av de producerade segmenten har en rubrik associerad med sig. Transportlagret vid destinationsstationen återmonterar meddelandet.
• Servicepunktsadressering: För att leverera meddelandet till rätt process inkluderar transportlagerhuvudet en typ av adress som kallas servicepunktadress eller portadress. Genom att specificera denna adress ser transportskiktet alltså till att meddelandet levereras till rätt process.

Tjänster som tillhandahålls av Transport Layer

1. Anslutningsorienterad tjänst
2. Anslutningslös tjänst

1. Anslutningsorienterad tjänst: Det är en trefasprocess som inkluderar

• Anslutningsetablering
• Dataöverföring
• Uppsägning/frånkoppling

Vid denna typ av överföring skickar den mottagande enheten en bekräftelse tillbaka till källan efter att ett paket eller en grupp av paket har tagits emot. Denna typ av överföring är pålitlig och säker.

2. Anslutningslös tjänst: Det är en enfasprocess och inkluderar dataöverföring. Vid denna typ av överföring bekräftar inte mottagaren mottagandet av ett paket. Detta tillvägagångssätt möjliggör mycket snabbare kommunikation mellan enheter. Anslutningsorienterad tjänst är mer tillförlitlig än anslutningslös tjänst.

Notera:

1. Data i transportskiktet kallas Segment .
2. Transportskiktet drivs av operativsystemet. Det är en del av operativsystemet och kommunicerar med Application Layer genom att göra systemanrop.
3. Transportskiktet kallas som OSI:s hjärta modell.
4. Användning av enhet eller protokoll: TCP, UDP NetBIOS, PPTP

Sessionslager – lager 5

Detta lager ansvarar för upprättandet av anslutning, underhåll av sessioner och autentisering, och säkerställer också säkerheten.

Sessionslagrets funktioner

• Session upprättande, underhåll och avslutning: Lagret tillåter de två processerna att upprätta, använda och avsluta en anslutning.
• Synkronisering: Detta lager tillåter en process att lägga till kontrollpunkter som anses vara synkroniseringspunkter i datan. Dessa synkroniseringspunkter hjälper till att identifiera felet så att data återsynkroniseras på rätt sätt, och ändarna på meddelandena inte klipps ut i förtid och dataförlust undviks.
• Dialogkontroller: Sessionslagret tillåter två system att starta kommunikation med varandra i halv-duplex eller full-duplex.

Notera:

1. Alla nedanstående 3 lager (inklusive Session Layer) är integrerade som ett enda lager i TCP/IP modell som Application Layer.
2. Implementering av dessa 3 lager görs av själva nätverksapplikationen. Dessa är också kända som Övre skikt eller Programvarulager.
3. Användning av enhet eller protokoll: NetBIOS, PPTP.

Till exempel:-

Låt oss överväga ett scenario där en användare vill skicka ett meddelande via någon Messenger-applikation som körs i deras webbläsare. De budbärare fungerar här som applikationslagret som ger användaren ett gränssnitt för att skapa data. Detta meddelande eller sk Data komprimeras, krypteras eventuellt (om uppgifterna är känsliga) och omvandlas till bitar (0:or och 1:or) så att de kan överföras.

Kommunikation i Session Layer

Presentationslager – Lager 6

Presentationsskiktet kallas också Översättningslager . Data från applikationslagret extraheras här och manipuleras enligt det format som krävs för att överföra över nätverket.

Presentationsskiktets funktioner

• Översättning: Till exempel, ASCII till EBCDIC .
• Kryptering/Dekryptering: Datakryptering översätter data till en annan form eller kod. Den krypterade informationen är känd som chiffertext och den dekrypterade informationen är känd som vanlig text. Ett nyckelvärde används för att kryptera och dekryptera data.
• Kompression: Minskar antalet bitar som behöver överföras på nätverket.

Notera: Användning av enhet eller protokoll: JPEG, MPEG, GIF

Applikationslager – Lager 7

Allra högst upp i OSI Reference Model-stacken av lager hittar vi applikationslagret som implementeras av nätverksapplikationerna. Dessa applikationer producerar data som ska överföras över nätverket. Detta lager fungerar också som ett fönster för applikationstjänsterna för att komma åt nätverket och för att visa den mottagna informationen för användaren.

Exempel : Applikation – webbläsare, Skype Messenger osv.

Notera: 1. Applikationen Layer kallas även Desktop Layer.

2. Användning av enhet eller protokoll: SMTP

Funktioner i applikationslagret

Huvudfunktionerna för applikationslagret ges nedan.

• Network Virtual Terminal (NVT) : Det tillåter en användare att logga in på en fjärrvärd.
• Filöverföring åtkomst och hantering (FTAM): Denna applikation tillåter en användare att
  komma åt filer på en fjärrvärd, hämta filer på en fjärrvärd och hantera eller
  kontrollera filer från en fjärrdator.
• Posttjänster: Tillhandahålla e-posttjänst.
• Katalogtjänster: Denna applikation tillhandahåller distribuerade databaskällor
  och tillgång för global information om olika objekt och tjänster.

Notera: OSI-modellen fungerar som en referensmodell och implementeras inte på Internet på grund av sin sena uppfinning. Den nuvarande modellen som används är TCP/IP-modellen.

Låt oss titta på det med ett exempel:

Luffy skickar ett e-postmeddelande till sin vän Zoro.

Steg 1: Luffy interagerar med e-postprogram som Gmail , syn , etc. Skriver sin e-post att skicka. (Detta händer i Lager 7: Appliceringslager )

Steg 2: Mailapplikationen förbereder för dataöverföring som att kryptera data och formatera den för överföring. (Detta händer i Lager 6: Presentationslager )

Steg 3: Det finns en förbindelse upprättad mellan avsändaren och mottagaren på internet. (Detta händer i Lager 5: Sessionslager )

Steg 4: E-postdata delas upp i mindre segment. Den lägger till sekvensnummer och felkontrollinformation för att upprätthålla tillförlitligheten hos informationen. (Detta händer i Lager 4: Transportlager )

Steg 5: Adressering av paket görs för att hitta den bästa vägen för överföring. (Detta händer i Lager 3: Nätverkslager )

Steg 6: Datapaket kapslas in i ramar, sedan läggs MAC-adress till för lokala enheter och sedan kontrolleras det om det finns fel med hjälp av feldetektering. (Detta händer i Lager 2: Data Link Layer )

Steg 7: Slutligen sänds ramar i form av elektriska/optiska signaler över ett fysiskt nätverksmedium som ethernetkabel eller WiFi.

När e-postmeddelandet når mottagaren, dvs. Zoro, kommer processen att vända och dekryptera e-postinnehållet. Äntligen kommer e-postmeddelandet att visas på Zoros e-postklient.

Fördelar med OSI-modellen

OSI-modellen definierar kommunikationen av ett datorsystem i 7 olika lager. Dess fördelar inkluderar:

• Den delar upp nätverkskommunikation i 7 lager vilket gör det lättare att förstå och felsöka.
• Den standardiserar nätverkskommunikation, eftersom varje lager har fasta funktioner och protokoll.
• Att diagnostisera nätverksproblem är lättare med OSI-modell .
• Det är lättare att förbättra med framsteg eftersom varje lager kan få uppdateringar separat.

OSI-modell – Lagerarkitektur

OSI vs TCP/IP-modell

Några viktiga skillnader mellan OSI-modellen och TCP/IP-modell är:

1. TCP/IP-modellen består av 4 lager men OSI-modellen har 7 lager. Lager 5,6,7 av OSI-modellen kombineras till Application Layer av TCP/IP-modellen och OSI-lager 1 och 2 kombineras till nätverksåtkomstlager av TCP/IP-protokoll.
2. TCP/IP-modellen är äldre än OSI-modellen, därför är det ett grundläggande protokoll som definierar hur data ska överföras online.
3. Jämfört med OSI-modellen har TCP/IP-modellen mindre strikta lagergränser.
4. Alla lager i TCP/IP-modellen behövs för dataöverföring men i OSI-modellen kan vissa applikationer hoppa över vissa lager. Endast lager 1,2 och 3 i OSI-modellen är nödvändiga för dataöverföring.

Visste du?

TCP/IP-protokollet (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) skapades av det amerikanska försvarsdepartementets Advanced Research Projects Agency (ARPA) på 1970-talet.

Vi har diskuterat om Vad är OSI-modell?, Vad är lager av OSI-modell, Hur dataflöden i de 7 lager av OSI-modell, och skillnaderna mellan TCP/IP-protokoll och OSI-protokoll.

Vad är OSI-modellen? – Vanliga frågor

Används OSI-skiktet fortfarande?

Ja den OSI-modell används fortfarande av nätverksproffs för att bättre förstå vägar och processer för dataabstraktion.

Vilket är det högsta lagret i OSI-modellen?

Lager 7 eller Appliceringsskikt är högsta lagret av OSI-modellen.

Vad är lager 8?

Layer 8 existerar faktiskt inte i OSI-modellen men används ofta skämtsamt för att referera till slutanvändaren. Till exempel: a lager 8-fel skulle vara ett användarfel.