Model OSI

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Modelul de referință OSI

Modelul OSI (acronim pentru interconectarea sistemelor deschise , cunoscut și sub numele de model ISO / OSI ), în domeniul telecomunicațiilor și tehnologiei informației , este un standard stabilit în 1984 de Organizația Internațională de Standardizare (ISO), principalul organism internațional de standardizare, care a simțit necesitatea [1] de a produce o serie de standarde tehnice prin lege pentru rețelele de calculatoare prin demararea proiectului pentru definirea unui model de referință în format deschis pentru interconectarea sistemelor informatice ( Model de referință de bază sau standardul ISO 7498 [2] ).

Acest model stabilește pentru arhitectura logică a rețelei sau pentru funcțiile de comunicații ale sistemelor de telecomunicații sau IT , o structură stratificată compusă dintr-un teanc de protocoale de comunicații de rețea împărțite în 7 niveluri, care împreună îndeplinesc toate funcțiile rețelei, urmând o model ierarhic. La nivelul implementării, standardul de facto stabilit pentru arhitecturile de rețea stratificate este TCP / IP [3] [4] .

Caracteristici

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Sistemul Client-Server , Comutarea pachetelor și Arhitectura rețelei .
Paralel între întreprinderi (nivelurile superioare) și sistemul poștal (nivelurile inferioare) și modelul ISO / OSI.

Modelul ISO / OSI, conceput pentru rețelele de telecomunicații cu comutare de pachete , constă dintr-o stivă (sau stivă) de protocoale prin care complexitatea de implementare a unui sistem de comunicații pentru rețea este redusă. În special, ISO / OSI constă din straturi (sau niveluri), așa-numitele straturi , care definesc și încadrează logic unul sau mai multe aspecte legate de comunicarea dintre două noduri ale unei rețele. Există un total de 7 straturi [5] și variază de la stratul fizic (cel al mediului fizic, adică cablul , undele radio , fibra optică sau orice alt sistem de transmisie) până la stratul de aplicație, prin care comunicarea la nivel înalt este atins. nivelul [1] .

Fiecare strat identifică un protocol de comunicație de același nivel. ISO / OSI realizează o comunicare pe niveluri , adică având în vedere două noduri A și B, nivelul n al nodului A poate schimba informații cu nivelul n al nodului B, dar nu și cu celelalte. Fiecare nivel de transmisie efectuează comunicarea cu nivelul corespunzător pe nodurile de tranzit sau destinatari utilizând SAP ( punctul de acces la serviciu ) al nivelului imediat de mai jos. Deci ISO / OSI încapsulează mesaje de nivel n în mesaje de nivel n-1. Deci, dacă A trebuie să trimită, de exemplu, un e-mail către B, aplicația lui A (nivelul 7) va propaga mesajul folosind stratul subiacent (nivelul 6) care, la rândul său, va folosi SAP al stratului inferior, până când va ajunge la comunicare sau transmisie pe canal sau mediu de transmisie fizic .

În acest fel se realizează o comunicație pe mai multe niveluri care permite, de exemplu, să implementeze diferiți algoritmi pentru rutare de rețea în timp ce au protocoale de transport conectate și să aleagă și să adapteze protocoalele și algoritmii aferenți la rețeaua de telecomunicații particulară care urmează să fie implementată. Toate acestea oferă modularitate sistemului cu o mai mare simplitate de proiectare și gestionare a rețelei sau posibilitatea îmbunătățirii, dezvoltării și, prin urmare, înlocuirii în cele din urmă a protocoalelor diferitelor straturi, adică implementarea și reimplementarea fiecărei funcții logice respective cu protocoale, lăsând funcțiile altora nealterate.

Pentru a obține o îmbunătățire a modelului actual, poate fi interesant să profitați de un schimb de informații în cadrul aceleiași stive de protocol, între straturi neadiacente. [6] Această posibilitate se numește Cross-Layer (CL) și este deosebit de interesantă în comunicațiile radio datorită naturii foarte variabile a mediului de transmisie; s-a bucurat de un interes considerabil în ultimii ani, în special pentru reducerea consumului de energie în comunicațiile fără fir [7] . Ideea fundamentală a conceptului Cross-layer este de a introduce capacitatea, în diferitele protocoale de comunicare, de a face schimb de informații pentru a se adapta la stările specifice conexiunii la rețea. Spre deosebire de modelul clasic OSI, nu mai vrem să luăm contramăsuri preventive sau mecanisme de control în urma unui eveniment specific care a avut loc în rețea, ci încercăm să decidem interactiv cu acesta prin exploatarea informațiilor comune tuturor straturilor.

Lista de straturi și funcții

Model OSI
7. Nivelul aplicației
6. Nivelul de prezentare
5. Nivelul sesiunii
4. Stratul de transport
3. Stratul de rețea
2. Stratul de legătură de date
1. Nivelul fizic
Exemplu de încapsulare de la primul la ultimul nivel (în arabă)

Nivelul 1: Stratul fizic

Scop: Transmiterea unui flux de date nestructurat printr-o legătură fizică, având grijă de forma și nivelurile de tensiune ale semnalului. Are legătură cu procedurile mecanice și electronice necesare pentru stabilirea, menținerea și dezactivarea unei legături fizice. [8]

Pur și simplu: are grijă să controleze rețeaua, hardware - ul care o compune și dispozitivele care permit conexiunea.

La acest nivel se decide:

Modemurile și hub-urile funcționează la acest nivel.

Layer 2: legătură de date (Datalink Layer)

Scop: să permită transferul fiabil de date pe stratul fizic. Trimite cadre de date cu sincronizarea necesară și verifică erorile și pierderile de semnal. Toate acestea fac posibil ca mediul fizic să apară la nivelul superior ca o linie de transmisie lipsită de erori de transmisie. [8]

Acest strat este în primul rând preocupat de formarea datelor care urmează să fie trimise prin stratul fizic, încapsulând pachetul care vine din stratul superior într-un pachet nou cu un nou antet și coadă , de asemenea, utilizat pentru secvențe de control. Această fragmentare a datelor în pachete specifice se numește încadrare și pachetele individuale sunt cadre .

Ca o verificare de eroare , pentru fiecare pachet primit, destinatarul trimite expeditorului un pachet ACK ( confirmare , confirmare) care conține starea transmisiei: expeditorul trebuie să repete trimiterea pachetelor transmise greșit și a celor care nu au primit confirmare / răspuns. Pentru a optimiza trimiterea ACK-urilor , se utilizează o tehnică numită Piggybacking , care constă în așteptarea ACK-urilor referitoare la o conexiune de intrare la mesajele de ieșire, pentru a optimiza utilizarea stratului fizic. Pachetele ACK pot fi, de asemenea, grupate și trimise în blocuri.

Acest nivel este, de asemenea, responsabil pentru controlul fluxului de date ( controlul fluxului ): în cazul unui dezechilibru în viteza de transmisie între expeditor și destinatar, acesta are grijă să încetinească funcționarea mașinii mai rapide, reglând-o pe cealaltă și minimizând astfel pierderile datorate suprasolicitării destinatarului.

Unitatea sa fundamentală de date este cadrul .

Comutatoarele și podurile funcționează la acest nivel.

Layer 3: Network (Network Layer)

Obiectiv: să facă nivelurile superioare independente de mecanismele și tehnologiile de transmisie utilizate pentru conexiune și să se ocupe de livrarea pachetelor la destinația lor. [8]

Este responsabil pentru:

  • rutare : alegerea optimă a căii de rețea care trebuie utilizată pentru a asigura livrarea informațiilor de la expeditor la destinatar, alegere făcută de router prin algoritmi de rutare și tabele de rutare specifice .
  • conversia datelor în trecerea între o rețea și alta cu caracteristici diferite, cum ar fi protocolul de rețea utilizat ( funcționarea prin internet ). Prin urmare, trebuie:
    • traduce adresele de rețea;
    • să evalueze necesitatea fragmentării pachetelor de date dacă noua rețea are o unitate de transmisie maximă (MTU) diferită;
    • evaluați necesitatea de a gestiona diferite protocoale prin utilizarea gateway-urilor .

Unitatea sa de date fundamentală este datagrama .

La acest nivel, routerele funcționează.

Stratul 4: Transport (Stratul de transport)

Scop: să permită transferul de date transparent și fiabil (de asemenea, implementarea controlului erorilor și pierderilor) între două gazde . Este primul nivel care este cu adevărat end-to-end, adică de la gazda sursă la destinatar. [8]

Se ocupă cu:

  • stabiliți, mențineți și încheiați o conexiune , asigurând funcționarea corectă și optimă a subrețele de comunicații.
  • controlul congestiei : evitați ca prea multe pachete de date să ajungă la același router în același timp cu efectul pierderii de pachete.

Spre deosebire de nivelurile anterioare, care se ocupă de conexiunile între nodurile contigue ale unei rețele, Transportul (la un nivel logic) se ocupă doar de punctul de plecare și punctul final.

De asemenea, se ocupă de fragmentarea datelor provenite din stratul superior în pachete, numite „ segmente ” și transmiterea lor eficientă și fiabilă folosind stratul de rețea și izolarea straturilor superioare de acesta. În plus, este preocupat de optimizarea utilizării resurselor rețelei și de prevenirea congestiei.

Unitatea sa fundamentală de date este segmentul, datagrama utilizatorului sau pachetul .

Nivelul 5: sesiune (Session Layer)

Obiectiv: controlul comunicării între aplicații. Stabiliți, mențineți și descompuneți conexiunile (sesiunile) între aplicațiile care cooperează. De asemenea, se ocupă de sincronizarea trimiterii / primirii mesajelor. [8]

Vă permite să adăugați servicii mai avansate la serviciile furnizate de stratul de transport, cum ar fi gestionarea dialogului (unidirecțional sau bidirecțional), gestionarea simbolurilor (pentru a efectua excluderea reciprocă) sau sincronizarea (prin inserarea punctelor de control pentru a reduce cantitatea de date care trebuie retransmise în caz de defecțiuni grave).

De asemenea, se ocupă de inserarea punctelor de control în fluxul de date: în caz de erori la trimiterea pachetelor, comunicarea se reia de la ultimul punct de control reușit.

Nivelul 6: Prezentare (Strat de prezentare)

Obiectiv: transformarea datelor furnizate de aplicații într-un format standardizat și oferirea de servicii de comunicații comune, cum ar fi criptarea , compresia textului și reformatarea. [8]

Vă permite să gestionați sintaxa informațiilor de transferat. Și există trei sintaxi diferite:

  • abstract (definirea formală a datelor pe care le schimbă aplicațiile),
  • beton local (modul în care datele sunt reprezentate local)
  • transfer (modul în care datele sunt codificate în timpul transferului).

Layer 7: Application (Application Layer)

Obiectiv: interfață utilizator și mașină. [8]

Oferă un set de protocoale care lucrează îndeaproape cu aplicațiile . Poate fi greșit să identificați o aplicație de utilizator ca parte a nivelului aplicației.

Protocoalele tipice de aplicație de acest nivel efectuează operațiuni precum:

Lista protocoalelor după nivel

Modelul ISO-OSI complet cu routere care traversează rețeaua de acces și transport cu gazde la capete

Lista neexhaustivă a protocoalelor de rețea și / sau a tehnologiilor care aparțin diferitelor niveluri ISO / OSI:

Nivelul 1: fizic

Nivelul 2: link

Nivelul 3: rețea

Nivelul 4: transport

  • TCP și UDP (utilizate pe IP)
  • SPX (utilizat pe IPX)

Nivelul 5: sesiune

Nivelul 6: prezentare

Nivelul 7: aplicație

Nivelurile de mai sus sunt o subdiviziune conceptuală, dar implementarea lor nu este uniformă; de fapt, stratul fizic și stratul de conexiune sunt de obicei prezente pe placa de interfață de rețea , în timp ce stratul de rețea are o implementare mixtă hardware-software.

Comparație cu TCP / IP

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Internet Protocol Suite .
Comparație între ISO / OSI și TCP / IP

ISO / OSI a fost conceput pentru a permite comunicarea în rețele de „ comutare de pachete ”, foarte asemănătoare cu paradigma TCP-UDP / IP folosită în Unix și în rețeaua ARPAnet , precursor al internetului , această din urmă paradigmă stabilită ca standard în zona de rețea .

Modelul ISO / OSI nu este rigid: constituie mai degrabă un punct de referință pentru arhitecturile de rețea de pachete, care pot fi mai mult sau mai puțin îndepărtate de acesta. Diferența substanțială dintre TCP / IP și ISO / OSI constă în faptul că în TCP / IP straturile de prezentare și sesiune sunt externe stivei de protocol (adică este o aplicație autonomă care „folosește” TCP / IP pentru a comunica cu alte aplicații). Prin urmare, există doar patru niveluri:

Notă

  1. ^ a b Modelul ISO / OSI , pe fis.unipr.it . Adus la 31 mai 2016 ( arhivat la 31 mai 2016) .
  2. ^ ISO 7498
  3. ^ Denenberg, 1990 .
  4. ^ Davey și Houghton, 2016 .
  5. ^ Bazele Internetworking , la www.cisco.com . Adus la 28 august 2016 (Arhivat din original la 12 iunie 2018) .
  6. ^ Cross-Layer ( PDF ), la netlab.caltech.edu . Adus la 1 septembrie 2018 (arhivat din original la 1 septembrie 2018) .
  7. ^ (EN) Optimizare pe mai multe straturi pentru comunicații fără fir eficiente din punct de vedere energetic (PDF) pe liye.ece.gatech.edu (depus de „Adresa URL originală 16 noiembrie 2017).
  8. ^ a b c d e f g Straturile sistemului OSI

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității GND ( DE ) 4201284-3
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Modello_OSI&oldid=120630897 "