7 layers osi model
Čo je model OSI: Kompletný sprievodca po 7 vrstvách modelu OSI
V tomto Séria bezplatných školení v oblasti sietí , preskúmali sme všetko okolo Základy počítačových sietí podrobne.
Referenčný model OSI znamená Referenčný model prepojenia otvoreného systému ktorý sa používa na komunikáciu v rôznych sieťach.
ISO (Medzinárodná organizácia pre normalizáciu) vyvinula tento referenčný model pre komunikáciu, ktorá sa má dodržiavať na celom svete na danom súbore platformy.
Čo sa dozviete:
ako otvoriť súbor torrentu
Čo je model OSI?
Referenčný model otvoreného prepojenia otvoreného systému (OSI) pozostáva zo siedmich vrstiev alebo siedmich krokov, ktoré uzatvárajú celkový komunikačný systém.
V tomto výučbe sa podrobne pozrieme na funkčnosť každej vrstvy.
Ako softvérový tester je dôležité porozumieť tomuto modelu OSI, pretože každá zo softvérových aplikácií funguje na základe jednej z vrstiev tohto modelu. Keď sa v tejto príručke ponoríme hlboko, preskúmame, o ktorú vrstvu ide.
Architektúra referenčného modelu OSI
Vzťah medzi každou vrstvou
Pozrime sa, ako jednotlivé vrstvy referenčného modelu OSI navzájom komunikujú pomocou nasledujúceho diagramu.
Nižšie je uvedené rozšírenie každej jednotky protokolu vymieňané medzi vrstvami:
- APDU - Dátová jednotka aplikačného protokolu.
- PPDU - Dátová jednotka prezentačného protokolu.
- SPDU - Dátová jednotka protokolu relácie.
- TPDU - Dátová jednotka transportného protokolu (segment).
- Paket - Protokol hostiteľ-router v sieťovej vrstve.
- Rám - Protokol hostiteľa a smerovača dátovej linky.
- Bity - Protokol hostiteľa a smerovača fyzickej vrstvy.
Úlohy a protokoly použité v každej vrstve
Vlastnosti modelu OSI
Rôzne funkcie modelu OSI sú uvedené nižšie:
- Ľahko pochopiteľná komunikácia v širokých sieťach prostredníctvom architektúry referenčného modelu OSI.
- Pomáha poznať podrobnosti, aby sme lepšie pochopili vzájomnú spoluprácu softvéru a hardvéru.
- Odstraňovanie porúch je jednoduchšie, pretože sieť je distribuovaná v siedmich vrstvách. Každá vrstva má svoju vlastnú funkcionalitu, a preto je diagnostika problému ľahká a trvá menej času.
- Porozumenie nových technológií z generácie na generáciu sa stáva ľahším a prispôsobiteľnejším pomocou modelu OSI.
7 vrstiev modelu OSI
Pred preskúmaním podrobností o funkciách všetkých 7 vrstiev je problémom, ktorým nováčikovia obvykle čelia, Ako si postupne zapamätať hierarchiu siedmich referenčných vrstiev OSI?
Tu je riešenie, ktoré osobne používam na zapamätanie.
Skúste si to zapamätať ako A- PSTN- DP .
Počnúc zhora nadol znamená A-PSTN-DP skratku Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Tu je 7 vrstiev modelu OSI:
# 1) Vrstva 1 - fyzická vrstva
- Fyzická vrstva je prvou a najspodnejšou vrstvou referenčného modelu OSI. Poskytuje hlavne prenos bitového toku.
- Charakterizuje tiež typ média, typ konektora a typ signálu, ktoré sa majú použiť na komunikáciu. V zásade sa nespracované údaje vo forme bitov, tj. Čísla 0 a 1, prevádzajú na signály a vymieňajú sa cez túto vrstvu. V tejto vrstve sa tiež vykonáva zapuzdrenie údajov. Koniec odosielateľa a koniec prijímača by mali byť synchronizované a v tejto vrstve sa tiež rozhoduje o prenosovej rýchlosti vo forme bitov za sekundu.
- Poskytuje prenosové rozhranie medzi zariadeniami a prenosovým médiom a na tejto úrovni je tiež definovaný typ topológie, ktorá sa má použiť na vytváranie sietí, spolu s typom prenosového režimu potrebného na prenos.
- Zvyčajne sa na vytváranie sietí používajú hviezdne, zbernicové alebo kruhové topológie a používané režimy sú polovičný duplex, plný duplex alebo simplex.
- Príklady zariadení vrstvy 1 zahŕňajú rozbočovače, opakovače a konektory ethernetového kábla. Toto sú základné zariadenia, ktoré sa používajú na fyzickej vrstve na prenos údajov cez dané fyzické médium, ktoré je vhodné podľa potreby siete.
# 2) Vrstva 2 - vrstva dátového spojenia
- Vrstva dátového spojenia je druhou vrstvou zo spodnej časti referenčného modelu OSI. Hlavnou funkciou vrstvy dátového spojenia je vykonávať detekciu chýb a kombinovať dátové bity do rámcov. Kombinuje nespracované údaje do bajtov a bajtov k rámcom a prenáša dátový paket do sieťovej vrstvy požadovaného cieľového hostiteľa. Na cieľovom konci vrstva dátového spoja prijme signál, dekóduje ho do rámcov a doručí ho do hardvéru.
- Mac adresa: Vrstva dátového spojenia dohliada na systém fyzického adresovania nazývaný MAC adresa pre siete a spracováva prístup najrôznejších komponentov siete k fyzickému médiu.
- Adresa riadenia prístupu k médiám je jedinečná adresa zariadenia a každé zariadenie alebo komponent v sieti má adresu MAC, na základe ktorej môžeme jednoznačne identifikovať zariadenie v sieti. Je to 12-ciferná jedinečná adresa.
- Príklad adresy MAC je 3C-95-09-9C-21-G1 (so 6 oktetmi, kde prvé 3 predstavujú OUI, ďalšie tri predstavujú NIC). Môže sa tiež označovať ako fyzická adresa. O štruktúre adresy MAC rozhoduje organizácia IEEE, pretože je globálne akceptovaná všetkými firmami.
Ďalej je možné vidieť štruktúru MAC adresy predstavujúcej rôzne polia a bitovú dĺžku.
- Detekcia chyby: V tejto vrstve sa vykonáva iba detekcia chýb, nie oprava chýb. Oprava chyby sa vykonáva na transportnej vrstve.
- Niekedy sa dátové signály stretávajú s nežiaducimi signálmi, ktoré sa nazývajú chybové bity. Aby bolo možné dobyť s chybami, táto vrstva vykonáva detekciu chýb. Kontrola cyklickej redundancie (CRC) a kontrolný súčet sú niektoré účinné metódy kontroly chýb. Budeme o nich diskutovať vo funkciách transportnej vrstvy.
- Riadenie toku a viacnásobný prístup: Dáta, ktoré sa odosielajú vo forme rámca medzi odosielateľom a prijímačom cez prenosové médium v tejto vrstve, by sa mali vysielať a prijímať rovnakým tempom. Keď sa snímka pošle na médium vyššou rýchlosťou, ako je pracovná rýchlosť prijímača, potom sa dáta, ktoré sa majú prijať na prijímajúcom uzle, stratia z dôvodu nezhody rýchlosti.
- Na prekonanie tohto typu problémov vrstva vykonáva mechanizmus riadenia toku.
Existujú dva typy procesu riadenia toku:
Stop and Wait for flow control: V tomto mechanizme tlačí odosielateľa po prenose dát, aby sa zastavil a počkal od konca prijímača, aby získal potvrdenie rámca prijatého na konci prijímača. Druhý dátový rámec sa pošle na médium až po prijatí prvého potvrdenia a proces bude pokračovať .
Posuvné okno: V tomto procese odosielateľ aj príjemca rozhodnú o počte rámcov, po ktorých by sa malo potvrdenie vymeniť. Tento proces šetrí čas, pretože v procese riadenia toku sa spotrebuje menej zdrojov.
- Táto vrstva tiež poskytuje prístup k viacerým zariadeniam na prenos cez rovnaké médium bez kolízie pomocou CSMA / CD protokoly (detekcia viacnásobného prístupu / detekcia kolízie).
- Synchronizácia: Obe zariadenia, medzi ktorými prebieha zdieľanie údajov, by mali byť navzájom synchronizované na oboch koncoch, aby mohol prenos dát prebiehať hladko.
- Prepínače vrstvy 2: Prepínače vrstvy 2 sú zariadenia, ktoré na základe fyzickej adresy (adresy MAC) stroja odovzdávajú údaje do ďalšej vrstvy. Najskôr zhromažďuje MAC adresu zariadenia na porte, na ktorom sa má rám prijať, neskôr sa z tabuľky adries dozvie cieľ MAC adresy a smeruje rámec do cieľa nasledujúcej vrstvy. Ak nie je zadaná adresa cieľového hostiteľa, potom jednoducho vysiela dátový rámec na všetky porty okrem toho, z ktorého sa dozvedel adresu zdroja.
- Mosty: Bridges je dvojportové zariadenie, ktoré pracuje na vrstve dátového spojenia a slúži na pripojenie dvoch sietí LAN. Okrem toho sa chová ako opakovač s ďalšou funkciou filtrovania nežiaducich údajov učením adresy MAC a ich preposielaním ďalej do cieľového uzla. Používa sa na pripojenie sietí pracujúcich na rovnakom protokole.
# 3) Vrstva 3 - sieťová vrstva
Sieťová vrstva je treťou vrstvou zdola. Táto vrstva má zodpovednosť za uskutočnenie smerovania dátových paketov zo zdrojového na cieľového hostiteľa medzi internými a intra sieťami pracujúcimi na rovnakých alebo rôznych protokoloch.
Okrem technických postupov, ak sa pokúsime pochopiť, čo to v skutočnosti robí?
bezplatný softvér na zálohovanie počítača na externý pevný disk
Odpoveď je veľmi jednoduchá, že sa zistí najjednoduchšie, najkratšie a časovo efektívne riešenie medzi odosielateľom a prijímateľom na výmenu údajov pomocou smerovacích protokolov, prepínania, detekcie chýb a adries.
- Vyššie uvedenú úlohu vykonáva pomocou logických návrhov sieťového adresovania a podsiete siete. Bez ohľadu na to, či dve rôzne siete pracujú na rovnakom alebo odlišnom protokole alebo na inej topológii, funkciou tejto vrstvy je smerovanie paketov zo zdroja do cieľa pomocou logického adresovania IP a smerovačov na komunikáciu.
- IP adresa: IP adresa je logická sieťová adresa a je to 32-bitové číslo, ktoré je globálne jedinečné pre každého hostiteľa v sieti. Skladá sa v zásade z dvoch častí, tj. Sieťovej adresy a adresy hostiteľa. Spravidla sa označuje v desatinnom formáte so štyrmi číslami rozdelenými podľa bodiek. Napríklad, desatinné číslo adresy IP s bodkami je 192.168.1.1, ktoré v binárnom formáte bude 11000000.10101000.00000001,00000001 a je veľmi ťažké si ho zapamätať. Zvyčajne sa teda používa prvý. Týchto osem bitových sektorov je známych ako oktety.
- Routery pracujú na tejto vrstve a používajú sa na komunikáciu pre medzisieťové a medzisieťové sieťové siete (WAN). Smerovače, ktoré prenášajú dátové pakety medzi sieťami, nepoznajú presnú cieľovú adresu cieľového hostiteľa, na ktorý je paket smerovaný, skôr poznajú iba polohu siete, do ktorej patria, a používajú informácie, ktoré sú uložené v smerovacia tabuľka na stanovenie cesty, po ktorej sa má paket doručiť do cieľa. Potom, čo je paket doručený do cieľovej siete, je potom doručený požadovanému hostiteľovi konkrétnej siete.
- Pre vyššie uvedenú sériu postupov, ktoré sa majú vykonať, má IP adresa dve časti. Prvá časť adresy IP je sieťová adresa a posledná časť je adresa hostiteľa.
- Príklad: Pre adresu IP 192.168.1.1. Sieťová adresa bude 192.168.1.0 a adresa hostiteľa bude 0.0.0.1.
Masku podsiete: Sieťová adresa a adresa hostiteľa definované v adrese IP nie sú účinné iba na určenie toho, či je cieľový hostiteľ rovnakej podsiete alebo vzdialenej siete. Maska podsiete je 32-bitová logická adresa, ktorá sa používa spolu s adresou IP smerovačmi na určenie umiestnenia cieľového hostiteľa na smerovanie paketových údajov.
Príklad kombinovaného použitia adresy IP a masky podsiete je uvedený nižšie:
V prípade vyššie uvedeného príkladu pomocou masky podsiete 255.255.255.0 sa dozvieme, že ID siete je 192.168.1.0 a adresa hostiteľa je 0.0.0.64. Keď paket dorazí z podsiete 192.168.1.0 a má cieľovú adresu 192.168.1.64, počítač ho prijme zo siete a spracuje ho na ďalšiu úroveň.
Takže pomocou podsieťovania poskytne vrstva 3 tiež vzájomné sieťové prepojenie medzi dvoma rôznymi podsieťami.
IP adresovanie je služba bez spojenia, takže vrstva -3 poskytuje službu bez spojenia. Dátové pakety sa odosielajú na médium bez toho, aby čakali na odoslanie potvrdenia príjemcom. Ak sú dátové pakety, ktoré majú veľkú veľkosť, prijímané z nižšej úrovne na prenos, rozdelia ich na malé pakety a preposielajú ich ďalej.
Na prijímacom konci ich opäť zostaví na pôvodnú veľkosť, čím sa stane priestorovo efektívnym ako médium s menšou záťažou.
# 4) Vrstva 4 - Transportná vrstva
Štvrtá vrstva zdola sa nazýva transportná vrstva referenčného modelu OSI.
i) Táto vrstva zaručuje bezchybné spojenie typu end-to-end medzi dvoma rôznymi hostiteľmi alebo zariadeniami sietí. Toto je prvý, ktorý berie dáta z hornej vrstvy, t.j. aplikačnej vrstvy, a potom ich rozdelí na menšie pakety nazývané segmenty a vydá ich do sieťovej vrstvy na ďalšie doručenie cieľovému hostiteľovi.
Zaisťuje, že údaje prijaté na konci hostiteľa budú v rovnakom poradí, v akom boli prenesené. Poskytuje end-to-end dodávku dátových segmentov interných aj intra podsietí. Pre komunikáciu typu end-to-end po sieťach sú všetky zariadenia vybavené prístupovým bodom transportnej služby (TSAP) a sú tiež označené ako čísla portov.
Hostiteľ rozpozná svojho rovnocenného hostiteľa vo vzdialenej sieti podľa čísla portu.
ii) Dva protokoly transportnej vrstvy zahŕňajú:
- Protokol riadenia prenosu (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
TCP je spoľahlivý protokol zameraný na pripojenie. V tomto protokole sa najskôr vytvorí spojenie medzi dvoma hostiteľmi vzdialeného konca, až potom sa údaje na účely komunikácie pošlú cez sieť. Prijímač vždy pošle potvrdenie o dátach prijatých alebo neprijatých odosielateľom hneď po prenose prvého dátového paketu.
Po prijatí potvrdenia od prijímača sa druhý dátový paket pošle cez médium. Kontroluje tiež poradie, v akom sa majú údaje prijímať, inak sa údaje opätovne prenášajú. Táto vrstva poskytuje mechanizmus korekcie chýb a riadenie toku. Podporuje tiež model klient / server pre komunikáciu.
UDP je nespojitý a nespoľahlivý protokol. Po prenose údajov medzi dvoma hostiteľmi hostiteľ prijímača neodošle žiadne potvrdenie o prijatí dátových paketov. Odosielateľ teda bude naďalej odosielať údaje bez toho, aby čakal na potvrdenie.
Vďaka tomu je veľmi ľahké spracovať akúkoľvek požiadavku na sieť, pretože sa nestráca čas čakaním na potvrdenie. Koncovým hostiteľom bude akýkoľvek stroj ako počítač, telefón alebo tablet.
Tento typ protokolu sa široko používa pri streamovaní videa, online hrách, videohovoroch, hlasových komunikáciách cez IP, kde keď sa stratia niektoré dátové pakety videa, nemá to veľký význam a možno ich ignorovať, pretože to nemá veľký vplyv. na informáciách, ktoré prenáša, a nemá veľký význam.
(iii) Detekcia a kontrola chýb : Kontrola chýb je v tejto vrstve k dispozícii z nasledujúcich dvoch dôvodov:
Aj keď sa pri prechode segmentu po prepojení nezavedú žiadne chyby, je možné, že dôjde k zavedeniu chýb, keď je segment uložený v pamäti smerovača (na zaradenie do frontu). Vrstva dátového spojenia nie je v tomto scenári schopná zistiť chybu.
Nie je možné zaručiť, že všetky odkazy medzi zdrojom a cieľom poskytnú kontrolu chýb. Jeden z odkazov môže používať protokol vrstvy odkazov, ktorý neponúka požadované výsledky.
Metódy používané na kontrolu a kontrolu chýb sú CRC (kontrola cyklickej redundancie) a kontrolný súčet.
CRC : Koncept CRC (Cyclic Redundancy Check) vychádza z binárneho rozdelenia dátovej zložky, pretože zvyšok (CRC) je pripojený k dátovej zložke a odoslaný do prijímača. Príjemca vydelí dátovú zložku rovnakým deliteľom.
Ak zvyšok dosiahne nulu, potom je možné dátovému komponentu odovzdať protokol ďalej, inak sa predpokladá, že dátová jednotka bola pri prenose skreslená a paket je zahodený.
Generátor a kontrola kontrolného súčtu : V tejto metóde odosielateľ používa mechanizmus generátora kontrolného súčtu, v ktorom je pôvodne dátová zložka rozdelená na rovnaké segmenty n bitov. Potom sa všetky segmenty spoja pomocou komplementu 1.
Neskôr sa doplní ešte raz a teraz sa zmení na kontrolný súčet a potom sa odošle spolu s údajovou zložkou.
Príklad: Ak má byť do prijímača odoslaných 16 bitov a bity sú 10000010 00101011, potom bude kontrolný súčet, ktorý sa prenesie do prijímača, 10000010 00101011 01010000.
Po prijatí dátovej jednotky ju prijímač rozdelí na n rovnako veľkých segmentov. Všetky segmenty sa pridávajú pomocou doplnku 1. Výsledok sa ešte raz doplní. Ak je výsledok nulový, údaje sa prijmú, inak sa zahodia.
Táto metóda detekcie a kontroly chýb umožňuje prijímaču obnoviť pôvodné údaje, kedykoľvek sa zistí, že sú pri prenose poškodené.
# 5) Vrstva 5 - vrstva relácie
Táto vrstva umožňuje používateľom rôznych platforiem nastaviť medzi sebou aktívnu komunikačnú reláciu.
Hlavnou funkciou tejto vrstvy je zabezpečenie synchronizácie v dialógu medzi dvoma charakteristickými aplikáciami. Synchronizácia je nevyhnutná pre efektívne doručenie dát bez straty na konci prijímača.
Poďme to pochopiť pomocou príkladu.
Predpokladajme, že odosielateľ odosiela veľký dátový súbor s viac ako 2 000 strán. Táto vrstva pridá niektoré kontrolné body počas odosielania súboru s veľkými údajmi. Po odoslaní malej sekvencie 40 stránok zaisťuje postupnosť a úspešné potvrdenie údajov.
Ak je overenie v poriadku, bude ho až do konca opakovať ďalej, inak sa znova synchronizuje a znova vysiela.
To pomôže zaistiť bezpečnosť údajov a celý poskytovateľ údajov sa nikdy úplne nestratí, ak dôjde k zlyhaniu. Správa tokenov tiež neumožňuje súčasne prenášať dve siete s veľkými údajmi rovnakého typu.
otázky a odpovede na pohovor o testovaní softvéru
# 6) Vrstva 6 - Prezentačná vrstva
Ako už naznačuje samotný názov, prezentačná vrstva predstaví údaje svojim koncovým používateľom v podobe, v ktorej im možno ľahko porozumieť. Táto vrstva sa teda stará o syntax, pretože spôsob komunikácie používaný odosielateľom a prijímateľom sa môže líšiť.
Zohráva úlohu prekladateľa, takže tieto dva systémy prichádzajú na rovnakej komunikačnej platforme a budú si navzájom ľahko rozumieť.
Dáta, ktoré sú vo forme znakov a čísel, sú pred prenosom vrstvou rozdelené na bity. Prekladá údaje pre siete v podobe, v akej to požadujú, a pre zariadenia ako telefóny, počítače atď., Vo formáte, v akom to požadujú.
Vrstva tiež vykonáva šifrovanie údajov na konci odosielateľa a dešifrovanie údajov na konci prijímača.
Pred prenosom tiež vykonáva kompresiu multimediálnych údajov, pretože dĺžka multimediálnych údajov je veľmi veľká a na ich prenos cez médium bude potrebná veľká šírka pásma. Tieto údaje sa skomprimujú do malých balíkov a na konci prijímača sa dekomprimujú na získať pôvodnú dĺžku dát vo vlastnom formáte.
# 7) Horná vrstva - aplikačná vrstva
Toto je najvyššia a siedma vrstva referenčného modelu OSI. Táto vrstva bude komunikovať s koncovými používateľmi a používateľskými aplikáciami.
Táto vrstva poskytuje priame rozhranie a prístup k používateľom v sieti. Používatelia majú priamy prístup k sieti na tejto vrstve. Málo Príklady medzi služby poskytované touto vrstvou patrí e-mail, zdieľanie dátových súborov, softvér založený na FTP GUI ako Netnumen, Filezilla (používa sa na zdieľanie súborov), sieťové zariadenia telnet atď.
V tejto vrstve je nejasnosť, pretože to nie sú všetky informácie založené na používateľoch, a do tejto vrstvy je možné vložiť softvér.
Napríklad „Akýkoľvek návrhový softvér nemožno umiestniť priamo na túto vrstvu, zatiaľ čo na druhej strane, keď pristupujeme k akejkoľvek aplikácii prostredníctvom webového prehliadača, je možné ho do tejto vrstvy vložiť, pretože webový prehliadač používa protokol HTTP (hypertextový prenos), čo je protokol aplikačnej vrstvy.
Preto bez ohľadu na použitý softvér je v tejto vrstve považovaný za protokol používaný softvérom.
Programy na testovanie softvéru budú na tejto vrstve fungovať, pretože aplikačná vrstva poskytuje svojim koncovým používateľom rozhranie na testovanie služieb a ich použitia. Protokol HTTP sa väčšinou používa na testovanie na tejto vrstve, ale FTP, DNS, TELNET je možné použiť aj podľa požiadaviek systému a siete, v ktorej pracujú.
Záver
Z tohto tutoriálu sme sa dozvedeli o funkcionalitách, rolách, vzájomných prepojeniach a vzťahoch medzi každou vrstvou referenčného modelu OSI.
Spodné štyri vrstvy (od fyzickej po transportnú) sa používajú na prenos údajov medzi sieťami a horné tri vrstvy (relácia, prezentácia a aplikácia) slúžia na prenos údajov medzi hostiteľmi.
Výukový program PREV | NEXT Tutorial
Odporúčané čítanie
- Čo je Wide Area Network (WAN): Príklady živej siete WAN
- Model TCP / IP s rôznymi vrstvami
- Kompletný sprievodca bránou firewall: Ako vytvoriť bezpečný sieťový systém
- Všetko o smerovačoch: typy smerovačov, smerovacia tabuľka a smerovanie IP
- Všetko o prepínačoch vrstvy 2 a vrstvy 3 v sieťovom systéme
- Sprievodca maskou podsiete (podsieťovanie) a kalkulačkou podsiete IP
- LAN vs WAN vs. MAN: Presný rozdiel medzi typmi sietí
- Výukový program pre počítačové siete: Najdôležitejší sprievodca