7 layers osi model
Hva er OSI-modell: En komplett guide til de 7 lagene i OSI-modellen
I dette Gratis opplæringsserie for nettverk , vi utforsket alt om Grunnleggende om datanettverk i detalj.
OSI Reference Model står for Åpent referansemodell for samtrafikk som brukes til kommunikasjon i forskjellige nettverk.
ISO (International Organization for standardization) har utviklet denne referansemodellen for kommunikasjon som skal følges over hele verden på et gitt sett med en plattform.
Hva du vil lære:
Hva er OSI-modellen?
Open system samtrafikk (OSI) referansemodell består av syv lag eller syv trinn som avslutter det samlede kommunikasjonssystemet.
I denne opplæringen vil vi se nærmere på funksjonaliteten til hvert lag.
Som programvaretester er det viktig å forstå denne OSI-modellen ettersom hvert av programvarene fungerer basert på et av lagene i denne modellen. Når vi dykker dypt i denne opplæringen, vil vi undersøke hvilket lag det er.
Arkitektur av OSI-referansemodellen
Forholdet mellom hvert lag
La oss se hvordan hvert lag i OSI-referansemodellen kommuniserer med hverandre ved hjelp av diagrammet nedenfor.
Oppført nedenfor er utvidelsen av hver protokollenhet som byttes mellom lagene:
- APDU - Applikasjonsprotokoll dataenhet.
- PPDU - Presentasjonsprotokoll dataenhet.
- SPDU - Sessionsprotokoll dataenhet.
- TPDU - Transportenhet dataenhet (segment).
- Pakke - Nettverkslag verts-router protokoll
- Ramme - Datalink-lag-verts-router-protokoll.
- Biter - Fysisk lag-vert-router-protokoll.
Roller og protokoller som brukes i hvert lag
Funksjoner av OSI-modellen
De forskjellige funksjonene i OSI-modellen er listet opp nedenfor:
- Lett å forstå kommunikasjonen over brede nettverk gjennom OSI Reference Model-arkitekturen.
- Hjelper med å kjenne detaljene, slik at vi kan få en bedre forståelse av programvaren og maskinvaren som fungerer sammen.
- Feilsøking av feil er enklere ettersom nettverket distribueres i syv lag. Hvert lag har sin egen funksjonalitet, og diagnosen av problemet er derfor enkel og det tar mindre tid.
- Å forstå ny teknologi generasjon etter generasjon blir enklere og tilpassbar ved hjelp av OSI-modellen.
7 lag av OSI-modellen
Før du utforsker detaljene om funksjonene til alle de 7 lagene, er problemet som førstegangsstudenter generelt står overfor, Hvordan huske hierarkiet til de syv OSI-referanselagene i rekkefølge?
Her er løsningen jeg personlig bruker for å huske den.
Prøv å huske det som A- PSTN- DP .
Fra topp til bunn står A-PSTN-DP for Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Her er de 7 lagene i OSI-modellen:
# 1) Lag 1 - Fysisk lag
- Det fysiske laget er det første og nederste laget av OSI Reference Model. Det gir hovedsakelig bitstrømoverføring.
- Den karakteriserer også medietypen, kontakttypen og signaltypen som skal brukes til kommunikasjon. I utgangspunktet blir rådataene i form av biter, dvs. 0 og 1, konvertert til signaler og byttet ut over dette laget. Datainnkapsling gjøres også på dette laget. Avsenderenden og mottakeren skal være i synkronisering, og overføringshastigheten i form av biter per sekund bestemmes også i dette laget.
- Det gir et overføringsgrensesnitt mellom enhetene og overføringsmediet, og typen topologi som skal brukes til nettverk sammen med typen overføringsmodus som kreves for overføring, er også definert på dette nivået.
- Vanligvis brukes stjerne-, buss- eller ringtopologier for nettverksbygging, og modusene som brukes er halvdupleks, fulldupleks eller simpleks.
- Eksempler av lag 1-enheter inkluderer hubber, repeatere og Ethernet-kabelkontakter. Dette er de grunnleggende enhetene som brukes i det fysiske laget for å overføre data gjennom et gitt fysisk medium som er egnet i henhold til nettverksbehovet.
# 2) Lag 2 - Data-link Layer
- Datalink-laget er det andre laget fra bunnen av OSI-referansemodellen. Hovedfunksjonen til datalinklaget er å utføre feilregistrering og kombinere databitene i rammer. Den kombinerer rådata i byte og byte til rammer og overfører datapakken til nettverkslaget til ønsket destinasjonsverten. Ved destinasjonssiden mottar datalinklaget signalet, dekoder det i rammer og leverer det til maskinvaren.
- MAC-adresse: Datalinklag overvåker det fysiske adresseringssystemet kalt MAC-adressen for nettverkene og håndterer tilgangen til de forskjellige nettverkskomponentene til det fysiske mediet.
- En mediatilgangskontrolladresse er en unik enhetsadresse, og hver enhet eller komponent i et nettverk har en MAC-adresse på grunnlag av hvilken vi unikt kan identifisere en enhet i nettverket. Det er en 12-sifret unik adresse.
- Eksempel av MAC-adressen er 3C-95-09-9C-21-G1 (har 6 oktetter, hvor de første 3 representerer OUI, de neste tre representerer NIC). Det kan også være kjent som den fysiske adressen. Strukturen til en MAC-adresse bestemmes av IEEE-organisasjonen, da den er globalt akseptert av alle firmaer.
Strukturen til MAC-adressen som representerer de forskjellige feltene og bitlengden kan sees nedenfor.
- Feiloppdagelse: Bare feilregistrering gjøres på dette laget, ikke feilretting. Feilkorrigering gjøres ved transportlaget.
- Noen ganger møter datasignaler noen uønskede signaler kjent som feilbiter. For å overvinne feilene, utfører dette laget feilregistrering. Syklisk redundanssjekk (CRC) og sjekksum er få effektive metoder for feilsjekking. Vi vil diskutere disse i transportlagsfunksjonene.
- Flytekontroll og flere tilganger: Data som sendes i form av en ramme mellom avsenderen og en mottaker over et overføringsmedium i dette laget, skal overføre og motta i samme tempo. Når en ramme sendes over et medium med raskere hastighet enn mottakerens arbeidshastighet, vil dataene som skal mottas ved mottakernoden gå tapt på grunn av en uoverensstemmelse i hastighet.
- For å overvinne denne typen problemer, utfører laget strømningskontrollmekanisme.
Det er to typer strømningskontrollprosesser:
Stopp og vent på strømningskontroll: I denne mekanismen skyver den avsenderen etter at dataene er overført for å stoppe og vente fra mottakerens ende for å få bekreftelse på rammen mottatt i mottakerenden. Den andre datarammen sendes over mediet, først etter at den første bekreftelsen er mottatt, og prosessen vil fortsette .
Skyvevindu: I denne prosessen vil både avsenderen og mottakeren bestemme antall rammer som bekreftelsen skal utveksles etter. Denne prosessen er tidsbesparende ettersom færre ressurser brukes i strømningskontrollprosessen.
- Dette laget sørger også for å gi tilgang til flere enheter som skal overføres gjennom det samme mediet uten kollisjon ved hjelp av CSMA / CD (carrier sense multiple access / kollision detection) protokoller.
- Synkronisering: Begge enhetene som datadeling foregår mellom, bør være i synkronisering med hverandre i begge ender, slik at dataoverføring kan skje jevnt.
- Lag-2 brytere: Layer-2-brytere er enhetene som videresender dataene til neste lag på grunnlag av maskinens fysiske adresse (MAC-adresse). For det første samler den MAC-adressen til enheten på porten som rammen skal mottas på, og lærer senere destinasjonen til MAC-adressen fra adressetabellen og videresender rammen til målet for neste lag. Hvis destinasjonsvertsadressen ikke er spesifisert, sender den bare datarammen til alle portene bortsett fra den som den lærte kildens adresse fra.
- Broer: Bridges er toportenheten som fungerer på datalinklaget og brukes til å koble til to LAN-nettverk. I tillegg til dette oppfører det seg som en repeater med en tilleggsfunksjon for å filtrere uønskede data ved å lære MAC-adressen og videresende den videre til destinasjonsnoden. Den brukes til tilkobling av nettverk som jobber med samme protokoll.
# 3) Lag 3 - Nettverkslag
Nettverkslaget er det tredje laget fra bunnen. Dette laget har ansvar for å oppnå rutingen av datapakker fra kilden til destinasjonsverten mellom inter- og intranettverkene som opererer på samme eller forskjellige protokoller.
Bortsett fra det tekniske, hvis vi prøver å forstå hva det egentlig gjør?
Svaret er veldig enkelt at det finner ut den enkle, korteste og tidseffektive veien ut mellom avsender og mottaker for å utveksle data ved hjelp av rutingsprotokoller, bytte, feildeteksjon og adresseringsteknikker.
- Den utfører oppgaven ovenfor ved å bruke en logisk nettverksadressering og delnettdesign av nettverket. Uavhengig av de to forskjellige nettverkene som arbeider med den samme eller forskjellige protokoller eller forskjellige topologier, er dette lagets funksjon å dirigere pakkene fra kilden til destinasjonen ved hjelp av den logiske IP-adresseringen og rutere for kommunikasjon.
- IP-adressering: IP-adressen er en logisk nettverksadresse og er et 32-bit nummer som er globalt unikt for hver nettverksvert. Den består hovedsakelig av to deler, dvs. nettverksadresse og vertsadresse. Det er vanligvis betegnet i et prikket desimalformat med fire tall delt på prikker. For eksempel, den punkterte desimalrepresentasjonen av IP-adressen er 192.168.1.1, som i binær vil være 11000000.10101000.00000001.00000001, og er veldig vanskelig å huske. Dermed brukes vanligvis den første. Disse åtte bits sektoren er kjent som oktetter.
- Rutere arbeider ved dette laget og brukes til kommunikasjon for inter- og intranettverksnett (WAN). Rutere som overfører datapakkene mellom nettverkene, vet ikke den nøyaktige destinasjonsadressen til destinasjonsverten som pakken er rutet for, men de vet bare stedet for nettverket de tilhører, og bruker informasjonen som er lagret i rutetabell for å etablere banen langs hvilken pakken skal leveres til destinasjonen. Etter at pakken er levert til destinasjonsnettverket, blir den deretter levert til ønsket vert for det bestemte nettverket.
- For at prosedyreserien ovenfor skal gjøres, har IP-adressen to deler. Den første delen av IP-adressen er nettverksadresse, og den siste delen er vertsadressen.
- Eksempel: For IP-adressen 192.168.1.1. Nettverksadressen vil være 192.168.1.0 og vertsadressen vil være 0.0.0.1.
Nettverksmaske: Nettverksadressen og vertsadressen som er definert i IP-adressen, er ikke bare effektiv for å fastslå at destinasjonsverten er av samme undernettverk eller eksternt nettverk. Delnettmasken er en 32-biters logisk adresse som brukes sammen med IP-adressen av ruterne for å bestemme plasseringen til destinasjonsverten for å dirigere pakkedataene.
Eksempel på kombinert bruk av IP-adresse og nettverksmaske er vist nedenfor:
For eksemplet ovenfor, ved å bruke en nettverksmaske 255.255.255.0, får vi vite at nettverks-ID er 192.168.1.0 og vertsadressen er 0.0.0.64. Når en pakke ankommer fra 192.168.1.0 subnett og har en destinasjonsadresse som 192.168.1.64, vil PCen motta den fra nettverket og behandle den videre til neste nivå.
hvordan finne nettverkssikkerhetsnøkkel på datamaskinen min
Dermed ved å bruke subnetting vil laget-3 også gi et inter-nettverk mellom de to forskjellige delnettene.
IP-adresseringen er en tilkoblingsfri tjeneste, og dermed gir laget -3 en tilkoblingsfri tjeneste. Datapakkene sendes over mediet uten å vente på at mottakeren skal sende bekreftelsen. Hvis datapakkene som er store i størrelse blir mottatt fra det lavere nivået for å overføre, deler den den i små pakker og videresender den.
I mottakersiden monterer den dem igjen til den opprinnelige størrelsen, og blir dermed plasseffektiv som en middels mindre belastning.
# 4) Lag 4 - Transportlag
Det fjerde laget fra bunnen kalles transportlaget til OSI Reference-modellen.
(Jeg) Dette laget garanterer en slutt på slutt feilfri forbindelse mellom de to forskjellige vertene eller enhetene til nettverk. Dette er den første som tar dataene fra det øvre laget, dvs. applikasjonslaget, og deretter deler det opp i mindre pakker kalt segmentene og dispenserer det til nettverkslaget for videre levering til destinasjonsverten.
Det sikrer at dataene som mottas i vertsenden, vil være i samme rekkefølge som de ble overført. Det gir slutt til slutt forsyning av datasegmentene til både inter- og intranettverk. For en slutt til slutt-kommunikasjon over nettverkene er alle enhetene utstyrt med et tilgangstjeneste for transporttjenester (TSAP) og er også merket som portnumre.
En vert vil gjenkjenne sin kollegaver på det eksterne nettverket med portnummeret.
(ii) De to transportlagsprotokollene inkluderer:
- Transmisjonskontrollprotokoll (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
TCP er en tilkoblingsorientert og pålitelig protokoll. I denne protokollen opprettes først forbindelsen mellom de to vertene i den eksterne enden, bare da blir dataene sendt over nettverket for kommunikasjon. Mottakeren sender alltid en bekreftelse på mottatt eller ikke mottatt data fra avsenderen når den første datapakken er overført.
Etter å ha mottatt bekreftelsen fra mottakeren, sendes den andre datapakken over mediet. Den sjekker også rekkefølgen dataene skal mottas i, ellers overføres data på nytt. Dette laget gir en feilrettingmekanisme og flytkontroll. Den støtter også klient / servermodell for kommunikasjon.
UDP er en tilkoblingsfri og upålitelig protokoll. Når data er overført mellom to verter, sender mottakerverten ingen bekreftelse på mottak av datapakkene. Dermed vil avsenderen fortsette å sende data uten å vente på en bekreftelse.
Dette gjør det veldig enkelt å behandle ethvert nettverksbehov, da det ikke går bort med tid på å vente på bekreftelse. Sluttverten vil være hvilken som helst maskin som en datamaskin, telefon eller nettbrett.
Denne typen protokoller er mye brukt i videostreaming, online spill, videosamtaler, voice over IP, der når noen datapakker med video går tapt, har den ikke stor betydning, og kan ignoreres, da den ikke gir stor innvirkning på informasjonen den har og ikke har særlig relevans.
(iii) Feilsøking og kontroll : Feilkontroll er gitt i dette laget på grunn av følgende to grunner:
Selv om ingen feil innføres når et segment beveger seg over en lenke, kan det være mulig for feil å bli introdusert når et segment er lagret i ruterenes minne (for kø). Datalinklaget kan ikke oppdage en feil i dette scenariet.
Det er ingen garanti for at alle koblingene mellom kilde og destinasjon vil gi feilkontroll. En av lenkene kan bruke en koblingslagprotokoll som ikke gir de ønskede resultatene.
Metodene som brukes for feilsjekk og kontroll er CRC (syklisk redundanssjekk) og sjekksum.
CRC : Konseptet med CRC (Cyclic Redundancy Check) begrunner den binære delingen av datakomponenten, som resten (CRC) legges til datakomponenten og sendes til mottakeren. Mottakeren deler datakomponenten med en identisk deler.
Hvis resten kommer opp til null, får datakomponenten passere for å videresende protokollen, ellers antas det at dataenheten har blitt forvrengt i overføring og pakken blir kastet.
Checksum Generator & checker : I denne metoden bruker avsenderen sjekksumgeneratormekanismen der initialt datakomponenten er delt inn i like segmenter av n bits. Deretter blir alle segmentene lagt sammen ved å benytte 1’s komplement.
Senere kompletterer den nok en gang, og nå blir den til sjekksum og sendes deretter sammen med datakomponenten.
spesifisert gateway ip er ikke gyldig
Eksempel: Hvis 16 biter skal sendes til mottakeren og biter er 10000010 00101011, vil sjekksummen som skal overføres til mottakeren være 10000010 00101011 01010000.
Ved mottak av dataenheten deler mottakeren den i n like store segmenter. Alle segmentene legges til med 1’s komplement. Resultatet kompletteres en gang til, og hvis resultatet er null, aksepteres dataene, ellers kastes de.
Denne feilregistrerings- og kontrollmetoden tillater en mottaker å gjenoppbygge originaldataene når den blir funnet ødelagt under transport.
# 5) Lag 5 - Øktelag
Dette laget tillater brukere av forskjellige plattformer å sette opp en aktiv kommunikasjonsøkt seg imellom.
Hovedfunksjonen til dette laget er å gi synkronisering i dialogen mellom de to særegne applikasjonene. Synkroniseringen er nødvendig for effektiv levering av data uten tap i mottakersiden.
La oss forstå dette ved hjelp av et eksempel.
Anta at en avsender sender en stor datafil på mer enn 2000 sider. Dette laget vil legge til noen sjekkpunkter mens du sender den store datafilen. Etter å ha sendt en liten sekvens på 40 sider, sørger det for sekvensen og vellykket bekreftelse av data.
Hvis bekreftelse er OK, vil den gjenta den videre til slutten, ellers vil den synkronisere og sende på nytt.
Dette vil bidra til å holde dataene trygge, og hele dataværen vil aldri gå seg vill hvis noe krasj skjer. Tokenadministrasjon tillater heller ikke at to nettverk av tunge data og av samme type overføres samtidig.
# 6) Lag 6 - Presentasjonslag
Som foreslått av selve navnet, vil presentasjonslaget presentere dataene for sluttbrukerne i den form det lett kan forstås. Derfor tar dette laget seg av syntaksen, da kommunikasjonsmåten som brukes av avsender og mottaker kan være annerledes.
Det spiller rollen som en oversetter, slik at de to systemene kommer på samme plattform for kommunikasjon og lett vil forstå hverandre.
Dataene som er i form av tegn og tall er delt inn i biter før overføring av laget. Den oversetter dataene for nettverk i den formen de trenger det, og for enheter som telefoner, PC osv. I det formatet de trenger det.
Laget utfører også datakryptering ved avsenderens slutt og datadekryptering på mottakerens slutt.
Den utfører også datakomprimering for multimediedata før overføring, da lengden på multimediedata er veldig stor og det kreves mye båndbredde for å overføre dem over media, disse dataene komprimeres i små pakker og ved mottakers slutt vil de dekomprimeres til få den opprinnelige datalengden i sitt eget format.
# 7) Topplag - applikasjonslag
Dette er det øverste og syvende laget av OSI-referansemodellen. Dette laget vil kommunisere med sluttbrukerne og brukerapplikasjonene.
Dette laget gir et direkte grensesnitt og tilgang til brukerne med nettverket. Brukerne kan få direkte tilgang til nettverket på dette laget. Få Eksempler av tjenestene som tilbys av dette laget inkluderer e-post, deling av datafiler, FTP GUI-basert programvare som Netnumen, Filezilla (brukes til fildeling), telnet-nettverksenheter etc.
Det er uklarhet i dette laget som ikke all brukerbasert informasjon, og programvaren kan plantes inn i dette laget.
For eksempel , hvilken som helst designprogramvare kan ikke legges direkte på dette laget mens vi derimot når vi får tilgang til et hvilket som helst program via en nettleser, kan det plantes i dette laget ettersom en nettleser bruker HTTP (hypertext transfer protocol) som er en applikasjonslagsprotokoll.
Derfor, uavhengig av programvaren som brukes, er det protokollen som brukes av programvaren som vurderes i dette laget.
Programvaretestingsprogrammer fungerer på dette laget ettersom applikasjonslaget gir et grensesnitt til sluttbrukerne for å teste tjenestene og deres bruk. HTTP-protokollen brukes for det meste til testing på dette laget, men FTP, DNS, TELNET kan også brukes i henhold til kravet til systemet og nettverket de opererer i.
Konklusjon
Fra denne veiledningen lærte vi om funksjonalitet, roller, sammenkobling og forhold mellom hvert lag i OSI-referansemodellen.
De fire nederste lagene (fra fysisk til transport) brukes til dataoverføring mellom nettverkene, og de tre øverste lagene (økt, presentasjon og applikasjon) er for dataoverføring mellom verter.
PREV Opplæring | NESTE veiledning
Anbefalt lesing
- Hva er Wide Area Network (WAN): Eksempler på live WAN-nettverk
- TCP / IP-modell med forskjellige lag
- En komplett guide til brannmur: Hvordan lage et sikkert nettverkssystem
- Alt om rutere: Typer rutere, rutetabell og IP-ruting
- Alt om Layer 2 og Layer 3 Switches i Networking System
- Veiledning til nettverksmaske (subnetting) og IP-nettverkskalkulator
- LAN Vs WAN Vs MAN: Nøyaktig forskjell mellom typer nettverk
- Computer Networking Tutorial: The Ultimate Guide