Sedmúrovňový model OSI: koncept, princip činnosti, protokoly a interakce

OSI má dvě hlavní složky: abstraktní model síťové interakce (sedmvrstvý model) a soubor funkčních protokolů. Část Sedm z modelu OSI ovlivnil pokrok internetového protokolu, stejně jako teoretického modelu popsanou v OSI pod číslem 7498. V tomto provedení je síťový systém je rozdělen do úrovně, ve které jeden nebo více objektů implementují funkčnost. Každý objekt se dotýká pouze vrstvy umístěné pod ním a poskytuje prostředky pro jeho použití. Protokoly umožňují interakci v hostiteli s určitým objektem na stejné úrovni.

Úvod do modelu OSI

Výrobci počítačů nabízejí slibné síťové architektury specifické pro své zařízení. Například IBM představila SNA, DEC - DNA. Tyto architektury však mají všechny stejné nevýhody. Vzhledem k proprietární programové povaze nemohly být kombinovány a zabráněno šíření síťových řešení pro heterogenní architektury.


ISO-orgán složený z 140 národní standardizace, který byl vypracován semyurovnevuyu modelu OSI, což je zkratka pro "síťové propojení systémů." Popisuje použité pojmy a přístup používaný k standardizaci vztahu mezi otevřenými systémy. Při vývoji tohoto modelu se zaměřil na heterogenitu zařízení a na řešení vzájemných vztahů s podobnými systémy z historických a ekonomických důvodů. Model by neměl býtupřednostňovat určitého dodavatele a přizpůsobovat se vývoji toku informací, které mají být zpracovány, aniž by byl dotčen předchozí vývoj. Zvažování heterogenity vyžadovalo přijetí společných pravidel pro komunikaci mezi zařízeními, což by logicky mělo vést k mezinárodní standardizaci protokolů.


Sedm OSI modelu není architektura sítě, protože to neznamená určitou úroveň služeb a protokolů, ale pouze popisuje chování vrstev. První práce na modelu OSI začala v roce 1977. Byl založen na zkušenostech s prací s velkými sítěmi. Model se stal platným pro všechny typy sítí. V roce 1978 ji ISO nabízí jako ISO IS7498. V roce 1984 přijali tento standard 12 evropských výrobců, kteří se připojili k velkým americkým výrobcům.

7-vrstvá konstrukce systému

Model je vyroben ze 7 vrstev. Každý z nich je určen úzkoprsým úkolem organizovat komunikaci mezi těmito dvěma systémy. Každá úroveň má funkce a protokoly, které splňují konkrétní cíle. Při komunikaci dat prochází spojení přes všech sedmi vrstvami OSI dvakrát: poprvé - na vysílači, druhé - na přijímači. Záznamy jsou sada pravidel na určité úrovni sedmiúrovňového modelu OSI. Protokoly jsou převážně průhledné pro supravodivé a podřízené vrstvy, takže jejich chování je v přímém spojení s časopisy. Přechody mezi úrovněmi jsou rozhraní, která jsou pochopena protokoly. Jelikož některé protokoly jsou určeny pouze pro konkrétní aplikace, pokrývají několik úrovní aněkolik úkolů. Stává se, že u některých sloučenin se jednotlivé úkoly provádějí v několika změnách, a proto několikrát.

Zásady vytváření vrstev

Zásady používané při vytváření úrovní modelů OSI:
  • Ples musí být vytvořen, když systém potřebuje novou úroveň.
  • Míč má jednotlivé funkce, které jsou v souladu s evropskou normou.
  • Při výběru hranic vrstvy by měl být proud informací přicházející na rozhraní minimalizován.
  • Počet úrovní modelu OSI by měl zabránit vzniku různých funkcí ve stejné vrstvě.
  • Jednoduché a spolehlivé. Architektura by se neměla obtížně řídit.
  • S ohledem na tyto zásady komunita přijala ustanovení, že dolní vrstvy (123 a 4) jsou nezbytné pro směrování informací mezi příslušnými konci a v závislosti na fyzickém prostředí. Horní úrovně (5 6 a 7) odpovídají za zpracování informací týkajících se správy výměn mezi počítačovými systémy. Navíc vrstvy 1-3 interagují s přilehlými stroji a nikoliv mezi koncovými body, které mohou být odděleny více směrovači. Naopak vrstvy od 4. do 7. komunikují pouze mezi vzdálenými hostiteli.

    Typy úrovní a jejich účel

    První fyzická úroveň 7-úrovňového OSI modelu je spojena s přenosem bitů nezpracovaným způsobem přes komunikační cestu a zaručuje dokonalý přenos dat. Odeslaný bit se rovná 1 musí brát bit rovný 1. Ve specifickém plánu tato vrstva standardizuje elektrické charakteristiky, napříkladbit rovný 1 musí být reprezentován napětím 5 amp.
    Mechanická normalizace souvisí s charakteristikami: je to forma konektorů, topologie atd. Funkční - s charakteristikami obvodů přenosu dat a postupy pro instalaci, údržbu a vybíjení datové schématu. Typickou informační jednotkou pro tuto vrstvu je bit, který se zdá být určitým potenciálním rozdílem. Úroveň vrstvy datového propojení 7-úrovňového modelu OSI pro "pojivo" převádí úroveň fyzické vazby, která nemá a priori chyby přenosu. Tato vrstva přenáší vstupní data vysílače do snímků, vysílá je a spravuje potvrzující snímky vrácené přijímačem. Pro tuto úroveň nejsou data důležitá a vrstva datového kanálu rozpozná hranice rámce. To může způsobit některé problémy, protože bitové sekvence použité pro toto rozpoznávání mohou zobrazovat data. Vrstva datového odkazu by měla být schopna otáčet rámeček, pokud je na řádku problém. Důležitou úlohou této vrstvy je obecně detekce a korekce chyb na fyzické úrovni. Obsahuje také kontrolu zabránění zanesení přijímače. Informační blok 7-úrovňového OSI modelu je rám, který obsahuje několik set až tisíc bajtů. Síťová vrstva řídí podsíť. Během jeho vývoje je nutné určit mechanismus směrování a výpočtu směrovacích tabulek, statické nebo dynamické. Síťová vrstva rovněž řídí přetížení podsítě. Informační blok je balíček.

    Přepravní vrstva odpovídá za správné směrování úplných zpráv příjemci. Přijme zprávy z vrstvy relace, pokud je to nutné, snižuje je na menší a přenáší na úroveň sítě se zárukou kvality. Tato vrstva také provede při sestavování bloků zprávu o opětovném sestavení. Je zodpovědný za optimalizaci síťových zdrojů, vytváří síťové připojení na žádost relace a je schopen poskytnout mnoho síťových připojení k procesu. Naproti tomu používá jedno spojení k přenosu více zpráv současně prostřednictvím multiplexování. Tato úroveň je zodpovědná za instalaci a vybíjení připojení. Proto je jedním z nejdůležitějších, protože poskytuje hlavní službu v síti a také řídí všechny procesy připojení se všemi omezeními, a to informačním zařízením. Úroveň relace organizuje a synchronizuje výměny mezi vzdálenými úlohami. Implementuje spojení mezi logickými a fyzickými adresami distribuovaných úloh a vytváří vazbu mezi aplikačními programy, které by měly spolupracovat a řídit dialog. V druhém případě se tato služba nazývá správu tokenů.
    Úroveň zastoupení odpovídá za syntaxi a sémantiku dat a zpracovává informace tak, aby byla kompatibilní s přenášenými toky. Tím bude zajištěna nezávislost na přepravě informací. Typicky tato vrstva převádí data, reformátuje, šifruje a komprimuje je.
    Úroveň programu je bod kontaktu mezi uživatelem a sítí. To je důvod, proč to budePoskytněte uživateli základní služby poskytované sítí: přenos souborů a zasílání zpráv.

    Datový přenos mezi vrstvami

    Sedmiúrovňový model OSI pro "figuríny" je instrukce pro organizaci datových přenosů. Proces odesílatele přenáší data, která se přesunou do procesu přijímače na úrovni programu jednou hlavičkou AH. Poté je výsledek předán na úroveň, která převede tuto zprávu a přidá novou hlavičku. Úroveň prezentace neví a neměla by vědět o možné existenci AH. U úrovně podání je AH skutečně součástí uživatelských dat. Po dokončení zpracování odesílá prezentační vrstva novou zprávu do úrovně relace a stejný proces se znovu spustí. Potom data dosáhnou fyzické úrovně, která je skutečně přenáší příjemci. Po obdržení zprávy budou stoupat hladiny, hlavičky postupně odstraněny, aby se dosáhlo procesu přijetí. Sedm důležité pojmy z OSI modelu pro „nechápavé“ je následující:
  • Každá vrstva je naprogramován tak, jako by to bylo opravdu ve vodorovné poloze.
  • Při interakci každá vrstva přidá nadpis a pošle ji spodní vrstvou.
  • Pokyny pro „nechápavé“

    Dokonce i po přečtení popisu každé ze sedmi úrovní uživatelů může být stále není plně informován o tom, co funguje OSI modelu použitého v reálném síti. Obvykle se jedná o špatně pochopit, jak může být tento model použit k řešení reálných problémů (a v některých případech to nemusí být nejlepším řešením pro toto). Nicméněv mnoha aspektech informačních a komunikačních technologií (IKT) může být model velmi užitečný, který se přímo vztahuje k modelu OSI. Když začínající uživatel nejprve zjistí problémy se sítí, může to být zavádějící a neví, kde začít. Model OSI pro figuríny pomáhá objasnit zdroj problému, a proto jej pomáhá vyřešit. Klientský počítač se například nemůže připojit k webu. Problém je izolován z jednoho zařízení v síti, takže můžeme předpokládat, že je pravděpodobně vytvořen na úrovni programu. Po testování se však ukázalo, že problém přetrvává při použití jiného webového prohlížeče, takže je vyloučena chyba úrovně aplikace. Uživatel předpokládá, že problém je na úrovni prezentace a začíná hledat nesprávná nastavení. Po nějaké analýze zjistí, že klient zadal nesprávně nastavení DNS. Možná, že člověk již používá model OSI pro jednoduché řešení problémů, jako je výše uvedený příklad, aniž by to věděl. Při práci s velkými podnikovými sítěmi je však účelné používání modelu mnohem jednodušší a příjemnější.

    Popis nastavení připojení

    Funkce jednotlivých vrstev poskytují rodičovské vrstvě specifickou službu. Úkoly jednotlivých vrstev jsou určeny úrovněmi modelu OSI. Zde je popsáno a popsáno, je zjednodušeno a přizpůsobeno síťovým technologiím. Tento model vrstvy není úplný ani konečný. Z pohledu uživatele je vysvětlena zjednodušená podoba OSI.
    Aplikační úrovně 5 6 a 7 definují všechny protokoly, na které jsou aplikace přímo odkazovány. Ve světě sítě Windows SMB používá protokol NetBIOS pro připojení k přenosové vrstvě. Když systém Unix přichází do styku s operačním systémem Windows, služba slouží k poskytování zdrojů do sítě Windows Unix. Spojení mezi úrovněmi 7 modelů programu OSI a přenosem je nastaveno prostřednictvím portů TCP. Programy a služby identifikují jejich data prostřednictvím těchto portů. Tok dat je zabalen pomocí protokolu TCP orientovaného na připojení nebo protokolu UDP bez vytvoření připojení. Internet Protocol (IP) zpracovává adresování paketů. Bitový tok je odeslán do NDIS, který je v kontaktu s ovladačem síťové karty. Řidič pošle data na síťovou kartu (NIC), odtud vstoupí do sítě. Pro příchozí data se vrátí opačným způsobem:
  • síťový I /O systém NetBIOS.
  • TCP je protokol správy sítě.
  • UDP je protokol pro uživatelské datagramy.
  • IPv4 - Adresa protokolu Internet Address 4URL (Universal Resource Locator) v systému Windows, název NetBIOS pro počítač. Používá se k identifikaci počítače a služeb, které na něm běží.
  • Chcete-li povolit adresy URL, adresy IP, použijte soubor hostitelů, který uvádí všechny adresy URL a adresy IP. Protože existuje mnoho adres URL, byl zaveden systém DNS (Domain Name System), který je hierarchický. Takzvané servery DNS mohou požadovat neznámé názvy DNS z nadřízeného serveru DNS.
  • V síti Windows se k vyřešení názvů NetBIOS v adresách IP používají lmhosts nebo WINS (server). Pokud je IP adresa přenosová úroveňje povoleno, pak ARP (address resolution protocol) slouží k vyřešení IP adresy k MAC (Media Access Control) NIC (fyzická vrstva).
  • Adresa MAC je jediná konečná adresa, která může být použita k bezpečné identifikaci počítače v síti. Opravuje se na mapě sítě,Kde:
  • URL je jediným ukazatelem zdroje.
  • DNS - systém názvů domén.
  • Služba WINS je služba Windows Domain Name Service.
  • ​​
  • ARP je protokol pro řešení adres.
  • MAC adresa.
  • Kritika struktury sítě

    Nejvíce překvapivá věc ohledně modelu OSI spočívá v tom, že jde o nejvíce studovanou a všeobecně uznávanou síťovou strukturu, avšak v úplném smyslu sítě, není to model. Odborníci, kteří analyzovali toto selhání, identifikovali hlavní příčiny selhání:
  • Interakční model OSI byl ideálně umístěn pro výzkum, ale TCP /IP byl již v živé investiční fázi při uvolnění modelu OSI. Americké univerzity úspěšně používají protokol TCP /IP a průmyslové společnosti necítili potřebu investovat.
  • Flexibilní technologie. OSI je ve skutečnosti příliš komplikované pro správnou a efektivní implementaci. Výbor, který vyvinul standard, musel dokonce vynechat některé technické body, jako je zabezpečení a kódování, protože bylo obtížné udržet roli v každé dokončené vrstvě. Řízení průtoku a chyb se objevuje téměř na všech úrovních, což ztěžuje použití modelu OSI na 7 úrovních pro figuríny. Na úrovni implementace TCP /IP je mnohem optimalizovanější a efektivnější.
  • NejtěžšíKritika, která zní podle modelu, spočívá v tom, že není vhodná pro počítačové telekomunikační aplikace. Některé volby nejsou v souladu s tím, jak počítače komunikují se softwarem. Norma ve skutečnosti zvolila "systém přerušení" pro signalizační události a ve vyšších programovacích jazycích je to nemožné.
  • Nesprávná implementace sedmiúrovňového modelu OSI. Stručně řečeno, důvody lze vysvětlit následovně: je to proto, že je poměrně složité a v důsledku realizace prvních byly poměrně těžkopádné a pomalé. Naopak, pilotní implementace TCP /IP na univerzitě Berkeley Unix University (BSD) byla volná a relativně efektivní. Historicky existuje přirozená tendence používat TCP /IP.
  • Model OSI skutečně trpí velkou standardizací. Úsilí k implementaci modelu bylo především byrokratické. Naopak, TCP /IP pochází z Unixu a okamžitě se používá. Nedostatek standardizace TCP /IP je vyvážen rychlou a efektivní implementací a používáním v prostředí, které podporuje jeho šíření.
  • Referenční referenční model OSI získal mnohem více uznání než samotné protokoly OSI. Existuje několik důvodů. Postup procesů založený na výboru OSI vyvolal neuvěřitelné neúčinné protokoly.
  • Největším problémem s OSI je skutečnost, že nenabízí nic nového. Nejlepším příkladem implementace je jeho "mezinárodní standard", ale lidé již mají de facto mezinárodní standard - internet, kolem kterého jsouOSI protokoly.
  • Výhody vícevrstvé platformy

    Nejvýznamnějším příspěvkem OSI je filozofie sítí, reprezentovaná víceúrovňovým modelem. Je často považován za model, který vysvětluje schopnosti sítě. Úrovně modelu OSI jsou definovány ve vývoji webových stránek, někdy nazývané "stack". Když vývojář používá zásobník terminologie, odkazuje na operační systém, ve kterém program běží, databázový software a software pro interní použití. Obvyklý zásobník slov je LAMP. Hlavní přínosy modelu:
  • Vytváří společnou platformu pro vývojáře a hardware, který podporuje uvolňování síťových produktů, které mohou komunikovat prostřednictvím sítě. To pomáhá správcům sítě sdílet velký proces sdílení dat pro menší segmenty.
  • Vzhledem k nezávislosti vrstev je zabráněno přenosu změny jedné vrstvy na druhou.
  • Standardizace síťových komponent umožňuje vývoj několika dodavatelů.
  • Velmi dobře strukturované funkce, které jsou charakteristické pro každou vrstvu, což snižuje složitost, urychluje vývoj a zjednodušuje učení.
  • Používání OSI při odstraňování problémů se sítí je velmi užitečné.
  • Praktická aplikace

    Model modelu OSI je často používán jako reference při prezentaci procesů zasílání zpráv. Ale ve skutečnosti je model úrovně DoD (TCP /IP) mnohem blíže realitě. Problémem s modelem OSI je standardizace organizace ISO, která jebylo jednoduše příliš těžkopádné rychle vytvořit strukturu pro protokolové úkoly a přenosové systémy v síťových technologiích. TCP /IP byl volně dostupný, pracoval a rychle rozšířen na další protokoly na úrovni modelů OSI. Proto ISO neměla na výběr. V modelu OSI nebylo nutné zvažovat protokol TCP /IP. Kromě protokolu TCP /IP jsou vytvořeny další síťové protokoly. Nakonec je však nahradili. Téměř všechny sítě dnes fungují na bázi TCP /IP.

    Budoucnost standardizace sítě

    Navzdory upgradu v roce 1994, sedmiúrovňový model interakcí OSI s otevřenou smyčkou zřejmě ztratil válku proti TCP /IP. Pouze několik velkých dominantních výrobců drží model, ale mnozí odborníci se domnívají, že zmizí rychleji, protože internet podkopává protokol TCP /IP. A přesto zůstane model OSI v provozu, protože je jedním z prvních velkých snah o standardizaci sítě. OSI bude také existovat z jiného důvodu: i když se v praxi používá protokol TCP /IP, OSI se používá jako aktuální model referenční sítě. Ve skutečnosti mají TCP /IP a OSI velmi podobné struktury, což je v zásadě standardizace OSI, což způsobilo zmatek mezi těmito dvěma modely. TCP /IP se obvykle považuje za skutečnou implementaci operačního systému. Pokud uživatel rozvíjí novou specializaci, která se stane síťovým inženýrem nebo se zajímá o koncepty na vysoké úrovni, model OSI je skvělý model pro učení. Bez ohledu na to, jaký subsystém IT plánuje pracovat, systém mu pomůže vyřešit dokoncenejtěžší úkoly.

    Související publikace