OSI zawiera dwa główne elementy: streszczenie modelu interakcji modelu sieciowego (tektury), funkcjonalności i protokołem. Część Siedem modelu OSI wpływ zaawansowanie protokołu internetowego, jak abstrakcyjnego modelu OSI udokumentowane w pod numerem 7498. W tym rozwiązaniu system sieciowy jest podzielona na poziomy, w których jeden lub więcej obiektów realizujących funkcjonalność. Każdy obiekt w kontakcie tylko z warstwy pod nią i dostarcza środki do jej wykorzystania. Protokół pozwala zapamiętać do interakcji z danego obiektu na tym samym poziomie.

Wprowadzenie do modelu OSI

Producenci komputerów oferowali obiecujące architektury sieciowe właściwe dla ich urządzeń. Na przykład IBM wprowadził SNA, DEC - DNA. Jednak te architektury mają te same wady. Ze względu na zastrzeżony charakter programowy, nie można ich było łączyć i unikać rozprzestrzeniania się rozwiązań sieciowych dla heterogenicznych architektur.


Organ ISO, składający się z 140 krajowych organów normalizacyjnych, opracował siedmiopoziomowy model OSI, który oznacza "wzajemne połączenie systemów sieciowych". Opisano w nim pojęć używanych i zastosowane podejście do standaryzacji zależność pomiędzy systemami otwartymi. Przy opracowywaniu tego modelu skupiono się na heterogeniczności sprzętu, a także na rozwiązaniu powiązań z podobnymi systemami z przyczyn historycznych i ekonomicznych. Model nie powinien byćdawać pierwszeństwo określonemu dostawcy, dostosowując go do ewolucji przepływu informacji, które mają być przetwarzane, ale bez uszczerbku dla wcześniejszych wydarzeń. Uwzględnienie heterogeniczności wymagało przyjęcia wspólnych zasad komunikacji między urządzeniami, co oznacza, że ​​rozwój ten powinien logicznie prowadzić do międzynarodowej standaryzacji protokołów.


Siedmiopoziomowy model OSI nie jest architekturą sieciową, ponieważ nie określa konkretnych poziomów usług i protokołów, ale opisuje jedynie wydajność warstw. Pierwsze prace nad modelem OSI rozpoczęły się w 1977 roku. Oparty był na doświadczeniu pracy z dużymi sieciami. Model stał się ważny dla wszystkich typów sieci. W 1978 roku ISO oferuje go jako ISO IS7498. W 1984 roku 12 europejskich producentów, którzy dołączyli do dużych amerykańskich producentów, przyjęło ten standard.

7-warstwowy projekt systemu

Model składa się z 7 warstw. Każdy z nich jest określony przez wąskie myślenie organizowania komunikacji między dwoma systemami. Każdy poziom ma funkcje i protokoły, które spełniają określone cele. Podczas przesyłania danych połączenie przechodzi przez wszystkie siedem warstw OSI dwukrotnie: po raz pierwszy - na nadajniku, drugie - na odbiorniku. Logi są zbiorem reguł na pewnym poziomie siedmio-poziomowego modelu OSI. Protokoły są w przeważającej mierze przezroczyste dla warstw nadprzewodzących i podrzędnych, więc ich zachowanie jest bezpośrednio związane z czasopismami. Przejścia między poziomami są interfejsami, które są rozumiane przez protokoły. Ponieważ niektóre protokoły są przeznaczone tylko do konkretnych zastosowań, obejmują kilka poziomów ikilka zadań. Zdarza się, że w niektórych związkach poszczególne zadania wykonywane są w kilku zmianach, a zatem kilkakrotnie.

Zasady tworzenia warstw

Zasady stosowane podczas tworzenia poziomów modelu OSI:

Piłka musi zostać utworzona, gdy system potrzebuje nowego poziomu.

Piłka spełnia indywidualne funkcje, które są zgodne z normą europejską.

Przy wyborze granic warstwy strumień informacji docierających do interfejsów powinien zostać zminimalizowany.

Liczba poziomów modelu OSI powinna zapobiegać występowaniu różnych funkcji w obrębie tej samej warstwy.

Prosty i niezawodny. Architektura nie powinna być trudna do zarządzania.

Biorąc pod uwagę te zasady, wspólnota przyjęła przepisy, że niższe warstwy (123 i 4) są niezbędne do przekierowania informacji pomiędzy odpowiednimi celami i w zależności od środowiska fizycznego. Górne poziomy (5 6 i 7) odpowiadają za przetwarzanie informacji związanych z zarządzaniem wymianami między systemami komputerowymi. Ponadto warstwy 1-3 współdziałają z sąsiadującymi maszynami, a nie między punktami końcowymi, które mogą być oddzielone wieloma routerami. I odwrotnie, warstwy od czwartego do siódmego wchodzą w interakcje tylko między zdalnymi hostami.

Rodzaje poziomów i ich cele

Pierwszy poziom fizyczny 7-poziomowego modelu OSI jest związany z transmisją bitów w sposób nieprzetworzony na ścieżce komunikacyjnej i gwarantuje doskonałe przesyłanie danych. Wysłany bit jest równy 1 musi zostać pobrany przez bit równy 1. W konkretnym planie warstwa ta standaryzuje charakterystyki elektryczne, na przykładBit równy 1 musi być reprezentowany przez napięcie 5 A.
Mechaniczna standaryzacja jest powiązana z charakterystyką: jest to forma złącz, topologia itp. Funkcjonalna - z charakterystykami obwodów transmisji danych i procedurami instalowania, utrzymywania i rozładowywania schematu danych. Typową jednostką informacji dla tej warstwy jest bit, który wydaje się być pewną potencjalną różnicą. Poziom warstwy łącza danych 7-poziomowego modelu OSI dla "segregatora" konwertuje poziom fizycznego łącza, który z góry nie ma błędów transmisji. Warstwa rozbija dane wejściowe nadajnika na ramki, transmituje je i zarządza ramkami potwierdzenia zwróconymi przez odbiornik. Dla tego poziomu dane nie są ważne, a warstwa kanału danych może rozpoznawać granice ramek. Może to powodować pewne problemy, ponieważ sekwencje bitów wykorzystywane do tego rozpoznawania mogą wyświetlać dane. Warstwa łącza danych powinna mieć możliwość obracania ramki, jeśli występuje problem na linii. Ogólnie rzecz biorąc, ważną rolą tej warstwy jest wykrywanie i korygowanie błędów występujących na poziomie fizycznym. Obejmuje również kontrolę zapobiegania zatykaniu się odbiornika. Blok informacyjny 7-poziomowego modelu OSI to ramka, która zawiera od kilkuset do tysięcy bajtów. Warstwa sieciowa kontroluje podsieć. Podczas jego rozwoju konieczne jest określenie mechanizmu routingu i obliczania tablic routingu, statycznych lub dynamicznych. Warstwa sieciowa kontroluje także przeciążenie podsieci. Jego blok informacji jest pakietem.

Warstwa transportowa jest odpowiedzialna za prawidłowe kierowanie pełnych wiadomości do odbiorcy. Akceptuje wiadomości z warstwy sesji, w razie potrzeby redukuje je do mniejszych i przesyła na poziom sieci z gwarancją jakości. Ta warstwa wykonuje również komunikat ponownego złożenia po otrzymaniu bloków. Jest odpowiedzialny za optymalizację zasobów sieciowych, tworzy połączenie sieciowe na żądanie sesji i jest w stanie zapewnić wiele połączeń sieciowych dla tego procesu. Odwrotnie, wykorzystuje jedno połączenie do przesyłania wielu wiadomości jednocześnie przez multipleksowanie. Ten poziom odpowiada za instalowanie i rozładowywanie połączeń. Dlatego jest jednym z najważniejszych, ponieważ zapewnia główną usługę w sieci, a także zarządza wszystkimi procesami połączenia ze wszystkimi ograniczeniami, będąc urządzeniem informacyjnym. Poziom sesji organizuje i synchronizuje wymiany między zdalnymi zadaniami. Implementuje połączenie między logicznymi i fizycznymi adresami rozproszonych zadań i ustanawia połączenie między programami aplikacji, które powinny współpracować i zarządzać dialogiem. W tym drugim przypadku usługa ta nazywana jest zarządzaniem tokenami. Poziom reprezentacji odpowiada za składnię i semantykę danych oraz przetwarza informacje tak, aby były zgodne z przesyłanymi przepływami. Zapewni to niezależność od transportu informacji. Zwykle ta warstwa konwertuje dane, formatuje je, szyfruje i kompresuje.
Poziom programu jest punktem kontaktu między użytkownikiem a siecią. Właśnie dlatego tak będzieZapewnij użytkownikowi podstawowe usługi świadczone przez sieć: przesyłanie plików i przesyłanie wiadomości.

Transmisja danych między warstwami

Siedmiopoziomowy model OSI dla "manekinów" to instrukcja organizowania transferów danych. Proces nadawcy dostarcza dane, które przechodzą do procesu odbiornika na poziomie programu z jednym nagłówkiem AH. Następnie wynik jest przekazywany do poziomu, który konwertuje tę wiadomość i dodaje nowy nagłówek. Poziom prezentacji nie wie i nie powinien wiedzieć o możliwym istnieniu AH. W przypadku poziomu przesyłania AH stanowi część danych użytkownika. Po zakończeniu przetwarzania warstwa prezentacji wysyła nową wiadomość na poziom sesji, a ten sam proces rozpoczyna się od nowa. Następnie dane docierają do poziomu fizycznego, który faktycznie przenosi je do odbiorcy. Na odbiór wiadomości wzrośnie na poziomach, a nagłówki stopniowo przejść do osiągnięcia procesu odbioru. Ważna koncepcja siedmiopoziomowego modelu OSI dla manekinów jest następująca:

Każda piłka jest zaprogramowana tak, jakby była naprawdę pozioma.

Po interakcji każda warstwa dodaje nagłówek i wysyła go przez niższą warstwę.

Instrukcje dla manekinów

Nawet po przeczytaniu opisu każdego z siedmiu poziomów użytkownik nadal może nie być w pełni świadomy, jakie cechy modelu OSI są używane w rzeczywistej sieci. Zwykle źle rozumie sposób, w jaki model można wykorzystać do rozwiązania rzeczywistych problemów (aw niektórych przypadkach może to nie być najlepsze podejście). Jednakw wielu aspektach technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT) model może być niezwykle użyteczny, co bezpośrednio odnosi się do modelu OSI. Kiedy początkowy użytkownik po raz pierwszy wykryje problemy z siecią, może być mylący i nie wie, od czego zacząć. Model OSI dla manekinów pomaga wyjaśnić źródło problemu, a zatem pomaga go rozwiązać. Na przykład komputer kliencki nie może połączyć się ze stroną internetową. Problem jest odizolowany od jednego urządzenia w sieci, więc możemy założyć, że jest on prawdopodobnie stworzony na poziomie programu. Jednak po przetestowaniu okazuje się, że problem nadal występuje, gdy używana jest inna przeglądarka, więc błąd poziomu aplikacji jest wykluczony. Użytkownik zakłada, że ​​problem występuje na poziomie prezentacji i zaczyna szukać niewłaściwych ustawień. Po przeprowadzeniu analizy dowiaduje się, że klient wprowadził nieprawidłowe ustawienie DNS. Być może osoba używa już modelu OSI do prostego rozwiązywania problemów, takiego jak powyższy przykład, nawet o tym nie wiedząc. Jednak podczas pracy z dużymi sieciami korporacyjnymi celowe korzystanie z modelu sprawia, że ​​proces ten jest znacznie łatwiejszy i przyjemniejszy.

Opis konfiguracji połączenia

Funkcje poszczególnych warstw nadają warstwie macierzystej określoną usługę. Zadania poszczególnych warstw są określane przez poziomy modelu OSI. Przedstawione i opisane tutaj, jest znacznie uproszczone i dostosowane do technologii sieciowych. Ten model warstwy nie jest kompletny lub ostateczny. Z punktu widzenia użytkownika wyjaśniono uproszczony wygląd OSI. Poziomy aplikacji 5 6 i 7 definiują wszystkie protokoły, do których aplikacje są bezpośrednio przywoływane. W świecie sieci Windows SMB używa NetBIOS do łączenia się z warstwą transmisji. Gdy Unix wchodzi w kontakt z systemem Windows, usługa ta jest używana do udostępniania zasobów sieci Windows Unix. Połączenie między poziomami 7 modeli programu OSI i transferu jest ustawiane za pośrednictwem portów TCP. Programy i usługi identyfikują swoje dane za pośrednictwem tych portów. Strumień danych jest spakowany przy użyciu zorientowanego na połączenie protokołu TCP lub protokołu UDP bez ustanawiania połączenia. Protokół internetowy (IP) przetwarza adresowanie pakietów. Strumień bitowy jest wysyłany do NDIS, który kontaktuje się ze sterownikiem karty sieciowej. Sterownik wysyła dane do karty sieciowej (NIC), stamtąd wchodzą do sieci. W przypadku danych przychodzących zwracają one w odwrotny sposób:

NetBIOS - sieciowy system we /wy.

TCP to protokół zarządzania siecią.

UDP jest protokołem dla datagramów użytkowników.

IPv4 - Internet Protocol Wersja 4URL Address (Universal Resource Locator) w Windows, nazwa NetBIOS dla komputera. Służy do identyfikowania komputera i usług, które na nim działają.

Aby zezwolić na adresy URL, adresy IP, użyj pliku hosts, który zawiera listę wszystkich adresów URL i adresów IP. Ponieważ istnieje wiele adresów URL, wprowadzono system DNS (Domain Name System), który jest hierarchiczny. Tak zwane serwery DNS mogą żądać nieznanych nazw DNS z serwera DNS wyższego poziomu.

W sieci Windows, lmhosts lub WINS (serwer) jest używany do rozpoznawania nazw NetBIOS w adresach IP. Jeśli adres IP jest poziomem transmisjijest dozwolona, ​​następnie ARP (protokół rozpoznawania adresów) jest używany do rozpoznawania adresu IP do karty kontrolnej MAC (Media Access Control) (warstwa fizyczna).

Adres MAC jest jedynym końcowym adresem, który można wykorzystać do bezpiecznego zidentyfikowania komputera w sieci. Jest on ustalony na mapie sieci,

Gdzie:

Adres URL jest jedynym wskaźnikiem zasobu.

DNS - Domain Name System.

WINS to usługa Windows Domain Name Service.

​​

ARP to protokół do rozwiązywania adresów.

Adres MAC.

Krytyka struktury sieci

Najbardziej zaskakującą rzeczą w modelu OSI jest to, że jest to najbardziej przebadana i powszechnie uznawana struktura sieci, a jednak w sensie sieciowym nie jest modelem. Eksperci, którzy przeanalizowali tę nieprawidłowość, zidentyfikowali główne przyczyny niepowodzenia:

Model interakcji OSI był idealnie przygotowany do badań, ale TCP /IP był już w jaskrawej fazie inwestycyjnej po wydaniu modelu OSI. Amerykańskie uniwersytety z powodzeniem stosowały TCP /IP, a przemysłowcy nie odczuwali potrzeby inwestowania w to.

Elastyczna technologia. OSI jest w rzeczywistości zbyt skomplikowane, aby można było prawidłowo i skutecznie go wdrożyć. Komitet, który opracował standard, musiał nawet pominąć pewne kwestie techniczne, takie jak bezpieczeństwo i kodowanie, ponieważ trudno było utrzymać rolę dla każdej ukończonej warstwy. Zarządzanie przepływem i błędami pojawia się niemal na każdym poziomie, co utrudnia korzystanie z 7-stopniowego modelu OSI dla manekinów. Na poziomie implementacji TCP /IP jest znacznie bardziej zoptymalizowany i efektywny.

NajtrudniejKrytyka, która brzmi z punktu widzenia modelu, jest taka, że ​​nie nadaje się ona w ogóle do zastosowań w komputerowej telekomunikacji. Niektóre dokonane wybory nie są zgodne z tym, w jaki sposób komputery komunikują się z oprogramowaniem. Standard rzeczywiście dokonał wyboru "systemu przerwań" do sygnalizowania zdarzeń, aw językach programowania wysokiego poziomu jest to niemożliwe.

Nieprawidłowa implementacja siedmiopoziomowego modelu OSI. Krótko mówiąc, powody można wytłumaczyć w następujący sposób: dzieje się tak, ponieważ jest to stosunkowo skomplikowane, a w wyniku wdrożenia pierwszego były stosunkowo uciążliwe i powolne. Wręcz przeciwnie, pilotażowa implementacja TCP /IP na Uniwersytecie Berkeley Unix (BSD) była darmowa i stosunkowo skuteczna. Historycznie istnieje naturalna tendencja do korzystania z protokołu TCP /IP.

Model OSI rzeczywiście cierpi z powodu bardzo dużej standaryzacji. Wysiłki na rzecz wdrożenia modelu były głównie zbiurokratyzowane. Odwrotnie, TCP /IP pochodzi z Uniksa i jest natychmiast używany. Brak standaryzacji protokołu TCP /IP jest równoważony szybką i skuteczną implementacją i wykorzystaniem w środowisku, które promuje jego rozpowszechnianie.

Referencyjny model odniesienia OSI otrzymał o wiele więcej uznania niż same protokoły OSI. Istnieje kilka przyczyn takiego stanu rzeczy. Oparty na procesach proces, oparty na komitecie OSI, zrodził niewiarygodne nieefektywne protokoły.

Największy problem z OSI polega na tym, że tak naprawdę nie oferuje niczego nowego. Najlepszym przykładem wdrożenia jest status "standard międzynarodowy", ale ludzie mają już de facto międzynarodowy standard - Internet, wokół którego sąProtokoły OSI.

Zalety wielowarstwowej platformy

Najważniejszym wkładem OSI jest filozofia sieci reprezentowana przez wielopoziomowy model. Często jest postrzegany jako model wyjaśniający możliwości sieci. Poziomy modelu OSI są zdefiniowane w tworzeniu stron internetowych, czasami nazywane "stosem". Kiedy programista używa stosu terminologii, odnosi się do systemu operacyjnego, w którym działa program, oprogramowania bazy danych i oprogramowania do użytku wewnętrznego. Typowym stosem słów jest LAMPA. Główne zalety modelu:

Tworzy wspólną platformę dla programistów i sprzętu, która zachęca do udostępniania produktów sieciowych, które mogą komunikować się ze sobą w sieci. Pomaga to administratorom sieci podzielić się dużym procesem udostępniania danych dla mniejszych segmentów.

Z powodu niezależności warstw zapobiega się przenoszeniu zmiany jednej warstwy na inną.

Standaryzacja komponentów sieciowych pozwala na rozwój wielu dostawców.

Bardzo dobrze zorganizowane funkcje charakterystyczne dla każdej warstwy, co zmniejsza złożoność, przyspiesza ewolucję i upraszcza uczenie się.

Korzystanie z OSI do rozwiązywania problemów z siecią jest bardzo przydatne.

Praktyczne zastosowanie

Model modelu OSI jest często używany jako odniesienie, jeśli chodzi o prezentowanie procesów przesyłania wiadomości. Ale w rzeczywistości model poziomu DoD (TCP /IP) jest znacznie bliższy rzeczywistości. Problem z modelem OSI polega na standaryzacji organizacji ISObyło po prostu zbyt uciążliwe, aby szybko skonfigurować strukturę dla zadań protokołów i systemów transmisji w technologiach sieciowych. Protokół TCP /IP był swobodnie dostępny, pracował i szybko rozszerzany na inne protokoły na poziomie modelu OSI. Dlatego też ISO nie miało wyboru. Nie trzeba było uwzględniać protokołu TCP /IP w modelu OSI. Oprócz protokołu TCP /IP opracowywane są również inne protokoły sieciowe. Jednak w końcu zostały one zastąpione przez nich. Prawie wszystkie dzisiejsze sieci działają w oparciu o protokół TCP /IP.

Przyszłość ujednolicenia świata sieciowego

Pomimo aktualizacji w 1994 r. Siedmiopoziomowy model otwartych interakcji OSI oczywiście utracił wojnę z TCP /IP. Tylko niewielu dużych dominujących producentów utrzymuje model, ale wielu ekspertów uważa, że ​​zniknie on szybciej, ponieważ Internet podkopuje TCP /IP. Niemniej jednak model OSI pozostanie w użyciu, ponieważ jest jednym z pierwszych poważnych wysiłków na rzecz standaryzacji świata sieciowego. OSI będzie również istniał z innego powodu: nawet jeśli w praktyce używany jest protokół TCP /IP, OSI jest używane jako bieżący model sieci referencyjnej. W rzeczywistości protokoły TCP /IP i OSI mają bardzo podobne struktury, a to jest w zasadzie standaryzacja OSI, która spowodowała zamieszanie między tymi dwoma modelami. Protokół TCP /IP jest zwykle traktowany jako faktyczna implementacja systemu operacyjnego. Jeśli użytkownik opracuje nową specjalność, aby zostać inżynierem sieci lub po prostu zainteresował się koncepcjami wysokiego poziomu, model OSI jest świetnym modelem do nauki. Bez względu na to, który podsystem IT planuje pracować, system pomoże mu rozwiązać nawetnajtrudniejsze zadania.