7 layers osi model
Ce este modelul OSI: un ghid complet pentru cele 7 straturi ale modelului OSI
In acest Seria gratuită de instruire în rețea , am explorat totul Noțiuni de bază despre rețeaua computerizată detaliat.
Modelul de referință OSI înseamnă Model de referință de interconectare a sistemului deschis care este utilizat pentru comunicarea în diferite rețele.
ISO (Organizația internațională pentru standardizare) a dezvoltat acest model de referință pentru comunicarea care trebuie urmată în întreaga lume pe un set dat de platformă.
Ce veți învăța:
Ce este modelul OSI?
Modelul de referință pentru interconectarea sistemului deschis (OSI) este format din șapte straturi sau șapte pași care încheie sistemul de comunicații general.
În acest tutorial, vom analiza în profunzime funcționalitatea fiecărui strat.
Ca tester de software, este important să înțelegeți acest model OSI, deoarece fiecare dintre aplicațiile software funcționează pe baza unuia dintre straturile din acest model. Pe măsură ce ne scufundăm adânc în acest tutorial, vom explora ce strat este.
Arhitectura modelului de referință OSI
Relația dintre fiecare strat
Să vedem cum comunică fiecare strat din modelul de referință OSI între ele cu ajutorul diagramei de mai jos.
Mai jos este prezentată extinderea fiecărei unități de protocol schimbate între straturi:
- APDU - Unitatea de date a protocolului de aplicație.
- PPDU - Unitatea de date a protocolului de prezentare.
- SPDU - Unitatea de date a protocolului de sesiune.
- TPDU - Unitatea de date a protocolului de transport (Segment).
- Pachet - Protocol de gazdă-router strat strat.
- Cadru - Protocol de gazdă-strat strat de legătură de date.
- Biți - Protocolul gazdă-router al stratului fizic.
Roluri și protocoale utilizate la fiecare strat
Caracteristicile modelului OSI
Diferitele caracteristici ale modelului OSI sunt prezentate mai jos:
- Comunicare ușoară prin rețele largi prin arhitectura Modelului de Referință OSI.
- Ajută la cunoașterea detaliilor, astfel încât să putem obține o mai bună înțelegere a software-ului și a hardware-ului care lucrează împreună.
- Depanarea defecțiunilor este mai ușoară, deoarece rețeaua este distribuită în șapte straturi. Fiecare strat are funcționalitatea sa, prin urmare diagnosticul problemei este ușor și este nevoie de mai puțin timp.
- Înțelegerea noilor tehnologii generație cu generație devine mai ușoară și adaptabilă cu ajutorul modelului OSI.
7 straturi ale modelului OSI
Înainte de a explora detaliile despre funcțiile tuturor celor 7 straturi, problema cu care se confruntă în general primitorii este, Cum să memorezi ierarhia celor șapte straturi de referință OSI în ordine?
Iată soluția pe care eu o folosesc personal pentru a o memora.
Încercați să-l amintiți ca A- PSTN- DP .
Începând de sus în jos A-PSTN-DP înseamnă Aplicație-Prezentare-Sesiune-Transport-Rețea-Date-legătură-Fizică.
Iată cele 7 straturi ale modelului OSI:
# 1) Stratul 1 - Stratul fizic
- Stratul fizic este primul și cel mai de jos strat al modelului de referință OSI. Acesta asigură în principal transmisia în flux de biți.
- De asemenea, caracterizează tipul suportului, tipul conectorului și tipul semnalului care trebuie utilizat pentru comunicare. Practic, datele brute sub formă de biți, adică 0 și 1 sunt convertite în semnale și schimbate pe acest strat. Incapsularea datelor se face și la acest strat. Capătul emițătorului și capătul de recepție ar trebui să fie sincronizate, iar rata de transmisie sub formă de biți pe secundă este, de asemenea, decisă la acest strat.
- Acesta oferă o interfață de transmisie între dispozitive și mediul de transmisie, iar tipul de topologie care trebuie utilizat pentru rețea împreună cu tipul de mod de transmisie necesar pentru transmisie este de asemenea definit la acest nivel.
- De obicei, topologia stea, autobuz sau inel sunt utilizate pentru rețea, iar modurile utilizate sunt semi-duplex, full-duplex sau simplex.
- Exemple dintre dispozitivele de nivel 1 includ hub-uri, repetoare și conectori de cablu Ethernet. Acestea sunt dispozitivele de bază care sunt utilizate la nivelul fizic pentru a transmite date printr-un mediu fizic dat, care este potrivit conform nevoilor rețelei.
# 2) Stratul 2 - Strat de legătură de date
- Stratul de legătură de date este al doilea strat din partea de jos a modelului de referință OSI. Funcția principală a stratului de legătură de date este de a efectua detectarea erorilor și de a combina biții de date în cadre. Acesta combină datele brute în octeți și octeți în cadre și transmite pachetul de date către stratul de rețea al gazdei de destinație dorită. La sfârșitul destinației, stratul de legătură de date primește semnalul, îl decodifică în cadre și îl livrează la hardware.
- Adresa mac: Stratul de legătură de date supraveghează sistemul de adresare fizică numit adresa MAC pentru rețele și gestionează accesul componentelor de rețea asortate la mediul fizic.
- O adresă de control al accesului media este o adresă unică a dispozitivului și fiecare dispozitiv sau componentă dintr-o rețea are o adresă MAC pe baza căreia putem identifica în mod unic un dispozitiv al rețelei. Este o adresă unică de 12 cifre.
- Exemplu de adresă MAC este 3C-95-09-9C-21-G1 (având 6 octeți, unde primii 3 reprezintă OUI, următorii trei reprezintă NIC). Poate fi cunoscută și ca adresa fizică. Structura unei adrese MAC este decisă de organizația IEEE, deoarece este acceptată la nivel global de toate firmele.
Structura adresei MAC care reprezintă diferitele câmpuri și lungimea biților poate fi văzută mai jos.
- Eroare detectata: La acest strat se face doar detectarea erorilor, nu corectarea erorilor. Corectarea erorilor se face la nivelul Transport.
- Uneori, semnalele de date întâmpină unele semnale nedorite cunoscute sub numele de biți de eroare. Pentru a cuceri cu erorile, acest strat efectuează detectarea erorilor. Verificarea redundanței ciclice (CRC) și suma de verificare sunt câteva metode eficiente de verificare a erorilor. Vom discuta despre acestea în funcțiile stratului de transport.
- Controlul fluxului și acces multiplu: Datele care sunt trimise sub formă de cadru între expeditor și receptor pe un suport de transmisie la acest strat, ar trebui să transmită și să primească în același ritm. Când un cadru este trimis pe un mediu la o viteză mai mare decât viteza de lucru a receptorului, atunci datele care urmează să fie primite la nodul de recepție se vor pierde din cauza unei nepotriviri de viteză.
- Pentru a depăși acest tip de probleme, stratul efectuează un mecanism de control al fluxului.
Există două tipuri de procese de control al debitului:
Opriți și așteptați controlul debitului: În acest mecanism, împinge expeditorul după ce datele sunt transmise să se oprească și să aștepte de la capătul receptorului pentru a obține confirmarea cadrului primit la capătul receptorului. Al doilea cadru de date este trimis pe suport, numai după primirea primei confirmări și procesul va continua .
Fereastra glisanta: În acest proces, atât expeditorul, cât și receptorul vor decide numărul de cadre după care confirmarea ar trebui schimbată. Acest proces economisește timp, deoarece sunt utilizate mai puține resurse în procesul de control al fluxului.
- Acest strat prevede, de asemenea, să ofere acces la mai multe dispozitive pentru a transmite prin același suport, fără coliziune, folosind CSMA / CD protocoale (detectarea accesului multiplu / detectarea coliziunilor).
- Sincronizare: Ambele dispozitive între care are loc schimbul de date ar trebui să fie sincronizate între ele la ambele capete, astfel încât transferul de date să poată avea loc fără probleme.
- Comutatoare Layer-2: Comutatoarele Layer-2 sunt dispozitivele care redirecționează datele către următorul strat pe baza adresei fizice (adresa MAC) a mașinii. În primul rând, adună adresa MAC a dispozitivului de pe portul pe care urmează să fie recepționat cadrul și ulterior învață destinația adresei MAC din tabelul de adrese și transmite cadrul către destinația următorului strat. Dacă adresa gazdă de destinație nu este specificată, atunci transmite pur și simplu cadrul de date către toate porturile, cu excepția celui de la care a aflat adresa sursei.
- Poduri: Bridges este dispozitivul cu două porturi care funcționează pe stratul de legătură de date și este utilizat pentru a conecta două rețele LAN. În plus, se comportă ca un repetor, cu o funcție suplimentară de filtrare a datelor nedorite prin învățarea adresei MAC și redirecționarea acesteia către nodul de destinație. Este folosit pentru conectivitatea rețelelor care lucrează pe același protocol.
# 3) Stratul 3 - Stratul de rețea
Stratul de rețea este al treilea strat de jos. Acest strat are responsabilitatea de a realiza rutare de pachete de date de la sursă la destinație gazdă între rețelele inter și intra care operează pe aceleași protocoale sau diferite.
În afară de tehnicism, dacă încercăm să înțelegem ce face cu adevărat?
Răspunsul este foarte simplu că descoperă ieșirea ușoară, cea mai scurtă și eficientă în timp dintre expeditor și receptor pentru a face schimb de date folosind protocoale de rutare, comutare, detectarea erorilor și tehnici de adresare.
- Realizează sarcina de mai sus utilizând o adresă de rețea logică și designuri de subrețea ale rețelei. Indiferent de cele două rețele diferite care funcționează pe același protocol sau diferite sau topologii diferite, funcția acestui strat este de a direcționa pachetele de la sursă la destinație utilizând adresarea IP logică și routerele pentru comunicare.
- Adresare IP: Adresa IP este o adresă de rețea logică și este un număr de 32 de biți, care este unic la nivel global pentru fiecare gazdă de rețea. Constă în principal din două părți, adică adresa de rețea și adresa gazdei. În general, este notat într-un format punctat-zecimal cu patru numere împărțite prin puncte. De exemplu, reprezentarea punctual-zecimală a adresei IP este 192.168.1.1, care în binar va fi 11000000.10101000.00000001.00000001 și este foarte greu de reținut. Astfel se folosește de obicei primul. Acest sector de opt biți este cunoscut sub numele de octeți.
- Routere lucrează la acest strat și sunt utilizate pentru comunicații pentru rețele inter-intra și intra-rețea (WAN). Ruterele care transmit pachetele de date între rețele nu știu adresa de destinație exactă a gazdei de destinație pentru care este direcționat pachetul, mai degrabă cunosc doar locația rețelei de care aparțin și folosesc informațiile stocate în tabel de rutare pentru a stabili calea de-a lungul căreia pachetul urmează să fie livrat la destinație. După livrarea pachetului către rețeaua de destinație, acesta este livrat către gazda dorită a acelei rețele.
- Pentru efectuarea seriei de proceduri de mai sus, adresa IP are două părți. Prima parte a adresei IP este adresa de rețea și ultima parte este adresa gazdei.
- Exemplu: Pentru adresa IP 192.168.1.1. Adresa de rețea va fi 192.168.1.0 și adresa gazdă va fi 0.0.0.1.
Mască de rețea: Adresa de rețea și adresa de gazdă definite în adresa IP nu sunt eficiente numai pentru a determina dacă gazda de destinație este din aceeași subrețea sau rețea la distanță. Masca de subrețea este o adresă logică pe 32 de biți care este utilizată împreună cu adresa IP de către routere pentru a determina locația gazdei de destinație pentru a direcționa datele pachetelor.
Exemplul de utilizare combinată a adresei IP și a măștii de subrețea este prezentat mai jos:
Pentru exemplul de mai sus, folosind o mască de subrețea 255.255.255.0, vom afla că ID-ul rețelei este 192.168.1.0 și adresa gazdei este 0.0.0.64. Când un pachet ajunge de la subrețeaua 192.168.1.0 și are o adresă de destinație ca 192.168.1.64, atunci computerul îl va primi din rețea și îl va procesa în continuare la nivelul următor.
descărcare gratuită a convertorului YouTube către WAV
Astfel, prin utilizarea subrețelor, layer-3 va oferi și o inter-rețea între cele două subrețele diferite.
Adresarea IP este un serviciu fără conexiune, astfel stratul -3 oferă un serviciu fără conexiune. Pachetele de date sunt trimise pe suport fără a aștepta ca destinatarul să trimită confirmarea. Dacă pachetele de date de dimensiuni mari sunt primite de la nivelul inferior pentru a le transmite, atunci le împarte în pachete mici și le transmite.
La capătul de recepție, le reasamblează din nou la dimensiunea originală, devenind astfel eficient din punct de vedere spațial ca o sarcină medie mai mică.
# 4) Stratul 4 - Stratul de transport
Al patrulea strat din partea de jos se numește stratul de transport al modelului de referință OSI.
(i) Acest strat garantează o conexiune cap la cap fără erori între cele două gazde sau dispozitive diferite ale rețelelor. Acesta este primul care preia datele din stratul superior, adică stratul de aplicație, apoi le împarte în pachete mai mici numite segmente și le distribuie în stratul de rețea pentru livrare ulterioară către gazda de destinație.
Se asigură că datele primite la sfârșitul gazdei vor fi în aceeași ordine în care au fost transmise. Oferă furnizarea capăt la capăt a segmentelor de date atât ale subrețelelor inter, cât și intra. Pentru o comunicare cap la cap prin rețele, toate dispozitivele sunt echipate cu un punct de acces la serviciul de transport (TSAP) și sunt, de asemenea, marcate ca numere de port.
O gazdă își va recunoaște gazda peer la rețeaua de la distanță după numărul de port.
(ii) Cele două protocoale de strat de transport includ:
- Protocol de control al transmisiei (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
TCP este un protocol orientat spre conexiune și fiabil. În acest protocol, în primul rând, conexiunea este stabilită între cele două gazde ale capătului de la distanță, doar apoi datele sunt trimise prin rețea pentru comunicare. Receptorul trimite întotdeauna o confirmare a datelor primite sau nu primite de către expeditor odată ce primul pachet de date este transmis.
cel mai bun software de spionaj pentru telefonul mobil pentru Android
După primirea confirmării de la receptor, al doilea pachet de date este trimis pe suport. De asemenea, verifică ordinea în care urmează să fie primite datele, altfel datele sunt re-transmise. Acest strat oferă un mecanism de corectare a erorilor și un control al debitului. De asemenea, acceptă modelul client / server pentru comunicare.
UDP este un protocol fără conexiune și nesigur. Odată ce datele sunt transmise între două gazde, gazda receptorului nu trimite nicio confirmare de primire a pachetelor de date. Astfel expeditorul va continua să trimită date fără să aștepte o confirmare.
Acest lucru face foarte ușor să procesați orice cerință de rețea, deoarece nu se pierde timp în așteptarea confirmării. Gazda finală va fi orice mașină, cum ar fi un computer, un telefon sau o tabletă.
Acest tip de protocol este utilizat pe scară largă în streaming video, jocuri online, apeluri video, voce peste IP, atunci când unele pachete de date video sunt pierdute, atunci nu are prea multă semnificație și poate fi ignorat, deoarece nu are un impact prea mare despre informațiile pe care le poartă și nu are prea multă relevanță.
(iii) Detectarea și controlul erorilor : Verificarea erorilor este furnizată în acest strat din următoarele două motive:
Chiar dacă nu sunt introduse erori atunci când un segment se deplasează peste un link, poate fi posibil să fie introduse erori atunci când un segment este stocat în memoria routerului (pentru a face coadă). Stratul de legătură de date nu este capabil să detecteze o eroare în acest scenariu.
Nu există nicio asigurare că toate legăturile dintre sursă și destinație vor asigura controlul erorilor. Una dintre legături poate folosi un protocol de strat de legătură care nu oferă rezultatele dorite.
Metodele utilizate pentru verificarea și controlul erorilor sunt CRC (verificarea redundanței ciclice) și suma de control.
CRC : Conceptul CRC (Cyclic Redundancy Check) se bazează pe divizarea binară a componentei de date, deoarece restul (CRC) este atașat la componenta de date și trimis receptorului. Destinatarul împarte componenta de date la un divizor identic.
Dacă restul ajunge la zero, atunci componenta de date este permisă să treacă pentru a transmite protocolul, altfel, se presupune că unitatea de date a fost distorsionată în transmisie și pachetul este aruncat.
Generator și verificator de sumă de verificare : În această metodă, expeditorul folosește mecanismul generator de sumă de control în care inițial componenta de date este împărțită în segmente egale de n biți. Apoi, toate segmentele sunt adăugate împreună folosind complementul lui 1.
Mai târziu, se completează încă o dată, iar acum se transformă în sumă de control și apoi este trimis împreună cu componenta de date.
Exemplu: Dacă 16 biți urmează să fie trimiși la receptor și biții sunt 10000010 00101011, atunci suma de control care va fi transmisă la receptor va fi 10000010 00101011 01010000.
La primirea unității de date, receptorul o împarte în n segmente de dimensiuni egale. Toate segmentele sunt adăugate folosind complementul 1. Rezultatul este completat încă o dată și dacă rezultatul este zero, datele sunt acceptate, altfel aruncate.
Această metodă de detectare și control a erorilor permite unui receptor să reconstruiască datele originale ori de câte ori este găsit deteriorat în tranzit.
# 5) Stratul 5 - Stratul de sesiune
Acest strat permite utilizatorilor diferitelor platforme să configureze o sesiune de comunicare activă între ei.
Funcția principală a acestui strat este de a oferi sincronizare în dialogul dintre cele două aplicații distinctive. Sincronizarea este necesară pentru livrarea eficientă a datelor fără pierderi la capătul receptorului.
Să înțelegem acest lucru cu ajutorul unui exemplu.
Să presupunem că un expeditor trimite un fișier de date mari de peste 2000 de pagini. Acest strat va adăuga câteva puncte de control în timp ce trimiteți fișierul de date mari. După trimiterea unei mici secvențe de 40 de pagini, asigură succesiunea și confirmarea cu succes a datelor.
Dacă verificarea este OK, se va repeta în continuare până la sfârșit, altfel se va sincroniza și retransmite.
Acest lucru vă va ajuta să păstrați datele în siguranță și întreaga gazdă de date nu se va pierde niciodată complet dacă se întâmplă un accident. De asemenea, gestionarea simbolurilor nu va permite ca două rețele de date grele și de același tip să transmită în același timp.
# 6) Stratul 6 - Stratul de prezentare
După cum sugerează numele însuși, stratul de prezentare va prezenta datele utilizatorilor săi finali în forma în care poate fi ușor de înțeles. Prin urmare, acest strat are grijă de sintaxă, deoarece modul de comunicare utilizat de expeditor și receptor poate fi diferit.
Acesta joacă rolul unui traducător, astfel încât cele două sisteme să vină pe aceeași platformă de comunicare și să se înțeleagă ușor.
Datele care sunt sub formă de caractere și numere sunt împărțite în biți înainte de transmitere de către strat. Traduce datele pentru rețele în forma în care le necesită și pentru dispozitive precum telefoane, PC etc. în formatul în care o solicită.
Stratul efectuează, de asemenea, criptarea datelor la sfârșitul expeditorului și decriptarea datelor la sfârșitul receptorului.
De asemenea, efectuează compresia datelor pentru datele multimedia înainte de a transmite, deoarece lungimea datelor multimedia este foarte mare și va fi necesară multă lățime de bandă pentru a le transmite pe suport media, aceste date sunt comprimate în pachete mici și la sfârșitul receptorului, vor fi decomprimate la obțineți lungimea originală a datelor în propriul format.
# 7) Stratul superior - Stratul aplicației
Acesta este cel mai înalt și al șaptelea strat al modelului de referință OSI. Acest strat va comunica cu utilizatorii finali și aplicațiile pentru utilizatori.
Acest strat oferă o interfață directă și accesul utilizatorilor cu rețeaua. Utilizatorii pot accesa direct rețeaua de la acest strat. Puțini Exemple dintre serviciile furnizate de acest strat includ e-mail, partajarea fișierelor de date, software bazat pe interfața grafică FTP precum Netnumen, Filezilla (utilizat pentru partajarea de fișiere), dispozitive de rețea telnet etc.
Există vagitate în acest strat, așa cum nu sunt toate informațiile bazate pe utilizatori și software-ul poate fi plantat în acest strat.
De exemplu , orice software de proiectare nu poate fi pus direct la acest strat, pe de altă parte, când accesăm orice aplicație printr-un browser web, acesta poate fi plantat la acest strat, deoarece un browser web folosește HTTP (protocol de transfer hipertext), care este un protocolul stratului de aplicație.
Prin urmare, indiferent de software-ul utilizat, protocolul utilizat de software este considerat la acest nivel.
Programele de testare software vor funcționa pe acest strat, deoarece stratul de aplicație oferă o interfață utilizatorilor finali pentru a testa serviciile și utilizările acestora. Protocolul HTTP este utilizat în principal pentru testarea la acest strat, dar FTP, DNS, TELNET pot fi, de asemenea, utilizate în conformitate cu cerința sistemului și a rețelei în care operează.
Concluzie
Din acest tutorial, am aflat despre funcționalitățile, rolurile, interconectarea și relația dintre fiecare strat al modelului de referință OSI.
Cele patru straturi inferioare (de la fizic la transport) sunt utilizate pentru transmiterea datelor între rețele, iar primele trei straturi (sesiune, prezentare și aplicație) sunt pentru transmiterea datelor între gazde.
Lectură recomandată
- Ce este rețeaua de rețea largă (WAN): exemple de rețea WAN live
- Model TCP / IP cu diferite straturi
- Un ghid complet pentru firewall: Cum să construiți un sistem de rețea securizat
- Totul despre routere: tipuri de routere, tabel de rutare și rutare IP
- Totul despre comutatoarele Layer 2 și Layer 3 din sistemul de rețea
- Ghid pentru masca de subrețea (subrețea) și calculatorul de subrețea IP
- LAN VS WAN VS MAN: Diferența exactă între tipurile de rețea
- Tutorial de rețea computerizată: Ghidul final