OSI-verkkomalli

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 23. kesäkuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 9 muokkausta .

OSI-verkkomalli  (The Open Systems Interconnection model )  on OSI/ISO-verkkoprotokollien pinon (varaston) verkkomalli. Tämän mallin avulla useat verkkolaitteet voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Malli määrittelee järjestelmän vuorovaikutuksen eri tasot. Jokainen taso suorittaa tiettyjä toimintoja tässä vuorovaikutuksessa.

OSI-malli kehitettiin 1970-luvun lopulla [1] tukemaan erilaisia ​​tietokoneverkkotekniikoita, jotka kilpailivat silloin suuressa kansallisessa verkkovuorovaikutuksessa Ranskassa, Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa. 1980-luvulla siitä tuli International Organization for Standardization (ISO) Open Systems Interoperability Groupin työtuote . Malli ei pystynyt tarjoamaan täydellistä kuvausta verkosta, eikä arkkitehdit tukeneet sitä Internetin alkuaikoina, vaan se löysi tiensä myöhemmin vähemmän määräävään TCP/IP:hen, jota suurelta osin johti Internet Engineering Task Force (IETF) .

Historia

1970-luvun alussa ja puolivälissä verkko oli suurelta osin joko valtion tukema ( NPL-verkko Isossa-Britanniassa, ARPANET Yhdysvalloissa, CYCLADES Ranskassa) tai toimittajat, jotka käyttivät patentoituja standardeja, kuten IBM Systems Network Architecture ja Digital Equipment Corporation DECnet, kehittivät. . Julkiset tietoverkot olivat vasta alkamassa ilmaantua, ja 1970-luvun lopulla ne käyttivät X.25 -standardia .

Isossa-Britanniassa vuosina 1973-1975 toteutettu kokeellinen pakettikytkentäjärjestelmä paljasti tarpeen määritellä korkeamman tason protokollia [2] . UK National Computing Centerin julkaisemisen jälkeen Miksi hajautettu tietotekniikka on tulevaisuuden tietokonejärjestelmien konfiguraatioita koskevan laajan tutkimuksen tulos [3] , Yhdistynyt kuningaskunta esitti aiheen kansainväliselle standardointikomissiolle, joka kattaisi tämän alueen kansainvälisessä järjestössä. Standardointikokous (ISO) Sydneyssä maaliskuussa 1977 [4] .

Vuodesta 1977 lähtien ISO on toteuttanut ohjelmaa yhteisten standardien ja menetelmien kehittämiseksi verkottumista varten. Samanlainen prosessi oli kehitteillä kansainvälisessä lennätyksen ja puhelintoiminnan neuvoa-antavassa komiteassa (CCITT). Molemmat tahot ovat kehittäneet asiakirjoja, jotka määrittelevät samanlaisia ​​verkkomalleja. OSI-mallin määritteli ensimmäisen kerran alkuperäisessä muodossaan Washingtonissa helmikuussa 1978 ranskalainen Hubert Zimmermann , ISO julkaisi hieman muokatun luonnoksen standardiksi vuonna 1980 [4] .

Mallien kehittäjien oli kohdattava kilpailevat prioriteetit ja intressit. Teknologisen muutoksen vauhti edellytti standardien määrittelyä, joihin uudet järjestelmät voisivat lähentyä, sen sijaan, että standardisoitiin menettelyjä jälkikäteen, kun taas perinteinen lähestymistapa standardien kehittämiseen oli päinvastainen [5] . Vaikka se ei sinänsä ollut standardi, se tarjosi puitteet tulevien standardien määrittelemiselle [6] .

Vuonna 1983 CCITT- ja ISO-asiakirjat yhdistettiin ja muodostivat näin perus Open Systems Interconnection Reference -mallin, jota kutsutaan yleisesti Open Systems Interconnection Reference Model -malliksi ( OSI  ) tai yksinkertaisesti OSI-malliksi. Yhdistetyn asiakirjan julkaisi vuonna 1984 sekä ISO ISO 7498 -standardina että CCITT (nykyisin Kansainvälisen televiestintäliiton tai ITU-T:n televiestintästandardisektori) X.200-standardiksi [7] .

OSI koostui kahdesta pääkomponentista: abstraktista verkkomallista, jota kutsutaan perusviitemalliksi tai seitsemän kerroksen malliksi, ja joukosta verkkoprotokollia . OSI-referenssimalli, joka perustuu ajatukseen yhtenäisestä protokollakerrosmallista, joka määrittelee verkkolaitteiden ja ohjelmistojen välisen vuorovaikutuksen, oli merkittävä edistysaskel verkkokonseptien standardoinnissa.

Seitsemänkerroksisen mallin käsite kuvattiin amerikkalaisen Charles Bachmanin teoksessa Honeywell Information Systemsistä [8] . OSI-kehyksen eri näkökohdat ovat kehittyneet NPL:n, ARPANETin, CYCLADESin, EIN:n ja kansainvälisen verkostotyöryhmän ( IFIP WG6.1) kokemuksen perusteella. Tässä mallissa verkkovuorovaikutusjärjestelmä jaettiin kerroksiin. Jokaisessa kerroksessa yksi tai useampi objekti toteutti sen toiminnallisuuden. Jokainen entiteetti oli vuorovaikutuksessa vain suoraan sen alapuolella olevan kerroksen kanssa ja tarjosi välineet sen yläpuolella olevan kerroksen käyttöön.

OSI:sta tuli siis alan toimijoiden yritys sopia yhteisistä verkkostandardeista varmistaakseen yhteensopivuuden eri valmistajien laitteiden kanssa [9] . Suurissa verkoissa tuettiin usein useita verkkoprotokollien sarjoja, eivätkä monet laitteet pystyneet kommunikoimaan muiden laitteiden kanssa juuri yhteisten protokollien puuttumisen vuoksi.

1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alussa luotettavimpien tietokoneverkkojen rakentamisessa OSI-mallilla Internet Protocol Suite (TCP / IP) alkoi kilpailla aktiivisesti , jota alettiin käyttää laajasti verkoissa, joissa oli eri valmistajien laitteita. Internetissä työskenteleminen [10 ] [11] . OSI-mallia käytetään kuitenkin edelleen opetuksen ja dokumentoinnin referenssinä [12] .

Konsepti

Standardit

OSI-malli, joka on määritelty ISO/IEC 7498 -standardisarjassa, koostuu seuraavista osista:

ISO/IEC 7498-1 julkaistaan ​​myös nimellä ITU-T Rec. X.200 [13] . Joitakin protokollamäärityksiä oli saatavilla myös ITU-T X -sarjan alla. Vastaavat ISO- ja ISO/IEC-standardit OSI-mallille olivat saatavilla ISO:lta. Kaikki eivät ole ilmaisia ​​[14] .

Perusperiaatteet

Viestintäprotokollat ​​sallivat yhden isännän rakenteen kommunikoida vastaavan sisarrakenteen kanssa toisessa isännässä.

Kussakin kerroksessa N kaksi entiteettiä vaihtaa datayksikköjä ( PDU ) käyttäen kerroksen protokollaa vastaavissa laitteissaan. Jokainen PDU sisältää palveludatayksikön ( SDU ), joka liittyy ylempään tai alempaan protokollaan.

Kahden yhteistyössä toimivan OSI-yhteensopivan laitteen tietojenkäsittely tapahtuu seuraavasti:

  1. Lähetetty data kootaan lähettimen korkeimmalla tasolla (kerros N) protokollatietoyksiköksi (PDU).
  2. PDU välitetään kerrokseen N-1, jossa siitä tulee palveludatayksikkö (SDU).
  3. N-1-kerroksessa SDU yhdistetään ylemmän kerroksen, alemman kerroksen tai molempien kanssa luoden N-1 PDU-kerroksen. Sitten se siirretään kerrokselle N-2.
  4. Prosessi jatkuu, kunnes saavutetaan alin taso, jolta tiedot siirretään vastaanottavalle laitteelle.
  5. Vastaanottavassa laitteessa data lähetetään alimmalta kerrokselta ylimpään kerrokseen SDU:iden sarjana, ja ne poistetaan peräkkäin kunkin kerroksen ylä- tai alatunnisteesta, kunnes se saavuttaa ylimmän kerroksen, jossa viimeisin data vastaanotetaan.

OSI-mallin kerrokset

Malli
Taso Tietotyyppi (PDU [15] ) Toiminnot Esimerkkejä Laitteet
isäntäkerrokset
_ 		7. Sovellettu (hakemus) Data Pääsy verkkopalveluihin HTTP , FTP , POP3 , SMTP , WebSocket Isännät (verkkoasiakkaat),

Palomuuri

6. Esittely Tietojen esitys ja salaus ASCII , EBCDIC , JPEG , MIDI
5. Istunto (istunto) Istunnon hallinta RPC , PAP , L2TP , gRPC
4. Kuljetus (kuljetus) Segmentit

(segmentti) / Datagrammi (datagrammi)

Suora yhteys päätepisteiden ja luotettavuuden välillä TCP , UDP , SCTP , portit
Media [16]
kerrokset 		3. Verkko (verkko) Paketit _ Reitin määrittäminen ja looginen osoitus IPv4 , IPv6 , IPsec , AppleTalk , ICMP Reititin , verkkoyhdyskäytävä ,

Palomuuri

2. Kanava (tietolinkki) Bittiä (bitti) /
kehyksiä (kehys) 		Fyysinen osoitus PPP , IEEE 802.22 , Ethernet , DSL , ARP , NIC . Verkkosilta , kytkin ,

tukiasema

1. Fyysinen (fyysinen) bittiä_ _ Työskentely median, signaalien ja binääridatan kanssa USB , RJ ("kierretty pari", koaksiaali, valokuitu), radiokanava konsentraattori ,

Toistin (verkkolaitteet)

Kirjallisuudessa on yleisintä aloittaa OSI-mallin kerrosten kuvaaminen 7. kerroksesta, jota kutsutaan sovelluskerrokseksi, jossa käyttäjäsovellukset pääsevät verkkoon. OSI-malli päättyy 1. kerrokseen - fyysiseen, joka määrittelee riippumattomien valmistajien tiedonsiirtovälineille vaatimat standardit:

Minkä tahansa OSI-mallin protokollan on oltava vuorovaikutuksessa joko kerroksensa protokollien kanssa tai kerroksensa ylä- ja/tai alapuolella olevien protokollien kanssa. Vuorovaikutuksia protokollien kanssa niiden tasolla kutsutaan horisontaalisiksi, ja niitä, joiden taso on yhtä korkeampi tai matalampi, kutsutaan vertikaaliseksi. Mikä tahansa OSI-mallin protokolla voi suorittaa vain oman kerroksensa toimintoja, eikä se voi suorittaa toisen kerroksen toimintoja, joita ei suoriteta vaihtoehtoisten mallien protokollissa.

Jokaisella tasolla, tietyllä ehdollisuudella, on oma operandinsa - loogisesti jakamaton tietoelementti, jota voidaan käyttää erillisellä tasolla mallin ja käytettyjen protokollien puitteissa: fyysisellä tasolla pienin yksikkö on hieman , datalinkkitasolla tiedot yhdistetään kehyksiksi, verkkotasolla - paketeiksi (datagrammeiksi), kuljetuksessa - segmenteiksi. Mikä tahansa data, joka on loogisesti yhdistetty lähetystä varten - kehys, paketti, datagrammi - katsotaan sanomaksi. Yleisessä muodossa olevat viestit ovat istunto-, esitys- ja sovellustason operandeja.

Taustalla olevat verkkoteknologiat sisältävät fyysisen ja linkkikerroksen.

Sovelluskerros

Sovelluskerros (sovelluskerros; englanninkielinen  sovelluskerros ) - mallin ylin taso, joka varmistaa käyttäjien sovellusten vuorovaikutuksen verkon kanssa:

  • sallii sovellusten käyttää verkkopalveluita:
    • etäkäyttö tiedostoihin ja tietokantoihin,
    • sähköpostin edelleenlähetys;
  • vastuussa palvelutietojen siirrosta;
  • tarjoaa sovelluksille virhetietoja;
  • luo pyyntöjä esityskerrokseen.

Sovelluskerroksen protokollat: RDP , HTTP , SMTP , SNMP , POP3 , FTP , XMPP , OSCAR , Modbus , SIP , TELNET ja muut.

Sovelluskerroksen ja esityskerroksen protokollan määritelmät ovat hyvin epämääräisiä, ja se, kuuluuko protokolla jollekin kerrokselle, esimerkiksi HTTPS-protokollalle, riippuu sovelluksen tarjoamasta lopullisesta palvelusta.

Siinä tapauksessa, että protokollaa, kuten HTTPS:ää, käytetään yksinkertaisen web-sivun katseluun selaimen kautta, sitä voidaan pitää sovelluskerroksen protokollana. Jos samassa tapauksessa HTTPS-protokollaa käytetään matalan tason protokollana taloustietojen siirtämiseen esimerkiksi ISO 8583 -protokollaa käyttäen, HTTPS-protokolla on esityskerroksen protokolla ja ISO 8583 -protokolla sovelluskerroksen protokolla. Sama koskee muita sovelluskerroksen protokollia. .

Esityskerros

Esityskerros tarjoaa protokollan muuntamisen ja tietojen koodauksen/dekoodauksen .  Istuntokerrokselta vastaanotetut sovelluspyynnöt muunnetaan esityskerroksessa verkon yli lähetettäväksi ja verkosta vastaanotettu data muunnetaan sovellusmuotoon. Tällä tasolla voidaan suorittaa pakkaus/purku tai salaus/salauksen purkaminen sekä pyyntöjen uudelleenohjaus toiseen verkkoresurssiin, jos niitä ei voida käsitellä paikallisesti.

Esityskerros on yleensä väliprotokolla naapurikerrosten tiedon muuntamiseksi. Tämä mahdollistaa viestinnän sovellusten välillä erilaisissa tietokonejärjestelmissä tavalla, joka on läpinäkyvä sovelluksille. Esityskerros tarjoaa koodin muotoilun ja muuntamisen. Koodimuotoilulla varmistetaan, että sovellus saa sen kannalta järkevää tietoa käsittelyyn. Tämä kerros voi tarvittaessa kääntää tietomuodosta toiseen.

Esityskerros käsittelee datan muotojen ja esittämisen lisäksi myös ohjelmien käyttämiä tietorakenteita. Siten kerros 6 mahdollistaa tiedon järjestämisen sen siirron aikana.

Ymmärtääksesi, miten tämä toimii, kuvittele, että on olemassa kaksi järjestelmää. Toinen käyttää EBCDIC Extended Binary Information Interchange Code -koodia , kuten IBM - mainframea , edustamaan tietoja , ja toinen käyttää amerikkalaista standardia ASCII -informaationvaihtokoodia (jota käyttävät useimmat muut tietokonevalmistajat). Jos näiden kahden järjestelmän on vaihdettava tietoja, esityskerros tarvitaan muunnoksen suorittamiseen ja kääntämiseen kahden eri muodon välillä.

Toinen esitystasolla suoritettava toiminto on tietojen salaus, jota käytetään tapauksissa, joissa on tarpeen suojata lähetettyä tietoa luvattomien vastaanottajien pääsyltä. Tämän tehtävän suorittamiseksi prosessien ja koodin on suoritettava datamuunnoksia näkymätasolla. Tällä tasolla on muita rutiineja, jotka pakkaavat tekstejä ja muuntavat graafiset kuvat bittivirroiksi, jotta ne voidaan siirtää verkon yli.

Esitystason standardit määrittävät myös grafiikan esittämisen. Näihin tarkoituksiin voidaan käyttää PICT -  muotoa, kuvamuotoa, jota käytetään QuickDraw-grafiikan siirtämiseen ohjelmien välillä.

Toinen esitysmuoto on merkitty TIFF - kuvatiedostomuoto , jota käytetään yleisesti korkearesoluutioisissa bittikarttakuvissa . Seuraava esitystasostandardi, jota voidaan käyttää grafiikkaan, on Joint Photographic Expert Groupin kehittämä standardi. jokapäiväisessä käytössä tätä standardia kutsutaan yksinkertaisesti JPEG :ksi .

On olemassa toinen ryhmä esitystason standardeja, jotka määrittelevät äänen ja elokuvien esittämisen. Tähän sisältyy Cinematography Expert Groupin kehittämä Musical  Instrument Digital Interface , MIDI , musiikin digitaaliseen esittämiseen, MPEG -standardi , jota käytetään videoiden pakkaamiseen ja koodaamiseen CD-levyillä, niiden tallentamiseen digitoidussa muodossa ja lähettämiseen jopa 1 0,5 Mbps ja QuickTime  on standardi, joka kuvaa ääni- ja videoelementtejä Macintosh- ja PowerPC-tietokoneissa toimiville ohjelmille.

Esitysprotokollat: AFP - Apple Fileing Protocol , ICA - Independent Computing Architecture , LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP - NetWare Core Protocol , NDR - Network Data Representation , XDR - eXternal Data Representation , X.25 PAD - Protocol.Assembler Packettossessembler

Istuntokerros

Mallin istuntokerros ( English  session layer ) varmistaa viestintäistunnon ylläpidon, jolloin sovellukset voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa pitkään. Kerros hallitsee istunnon luomista/päättämistä, tiedonvaihtoa, tehtävien synkronointia, tiedonsiirto-oikeuden määrittämistä ja istunnon ylläpitoa sovellusten epäaktiivisuuden aikana.

Istuntokerroksen protokollat: H.245 ( Multimediaviestinnän puhelunhallintaprotokolla ), ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS ( Internet Storage Name Service ), L2F ( Layer 2 Forwarding Protocol ), L2TP ( Layer 2 Tunneling Protocol ) , NetBIOS ( Verkon perussyöttöjärjestelmä ), PAP ( Salasanatodennusprotokolla ), PPTP ( Point-to-Point Tunneling Protocol ), RPC ( Reaaliaikainen liikenteenohjaus) Protokolla ), SMPP ( Short Message Peer-to-Peer ), SCP ( Session Control Protocol ), ZIP ( Zone Information Protocol ), SDP ( Sockets Direct Protocol )…

Kuljetuskerros

Mallin kuljetuskerros ( englanniksi  transport layer ) on suunniteltu varmistamaan luotettava tiedonsiirto lähettäjältä vastaanottajalle. Samaan aikaan luotettavuustaso voi vaihdella laajalla alueella. Kuljetuskerroksen protokollia on monia luokkia, jotka vaihtelevat protokollista, jotka tarjoavat vain perussiirtotoiminnot (esimerkiksi tiedonsiirtotoiminnot ilman kuittausta), protokolliin, jotka varmistavat, että useita datapaketteja toimitetaan määränpäähän oikeassa järjestyksessä, multipleksoi useita tietoja. virtoja, tarjoavat tietovirran ohjausmekanismin ja takaavat vastaanotetun datan oikeellisuuden. Esimerkiksi UDP rajoittuu datan eheyden valvontaan yhden datagrammin sisällä, eikä se sulje pois mahdollisuutta menettää koko paketti tai monistaa paketteja, mikä rikkoo datapakettien vastaanottojärjestystä; TCP tarjoaa luotettavan jatkuvan tiedonsiirron, poissulkemalla tietojen katoamisen tai saapumis- tai kopiointijärjestyksen rikkomisen, se voi jakaa dataa uudelleen jakamalla suuren osan tiedosta fragmenteiksi ja päinvastoin liimaamalla fragmentteja yhdeksi paketiksi.

Siirtokerroksen protokollat: ATP ( AppleTalk Transaction Protocol ), CUDP ( Cyclic UDP ), DCCP ( Datagram Congestion Control Protocol ), FCP ( Fibre Channel Protocol ), IL ( IL Protocol ), NBF ( NetBIOS Frames Protocol ), NCP ( NetWare Core Protocol ) SCTP ( Stream Control Transmission Protocol ), SPX ( Sequenced Packet Exchange ), SST ( Structured Stream Transport ), TCP ( Transmission Control Protocol ), UDP ( User Datagram Protocol ).

Verkkokerros

Mallin verkkokerros ( englanniksi  verkkokerros ) on suunniteltu määrittämään tiedonsiirtopolku. Vastaa loogisten osoitteiden ja nimien kääntämisestä fyysisiksi, lyhimpien reittien määrittämisestä, vaihtamisesta ja reitityksestä, ongelmien ja "ruuhkan" jäljittämisestä verkossa.

Verkkokerroksen protokollat ​​reitittävät tiedot lähteestä määränpäähän. Tällä tasolla toimivia laitteita ( reitittimiä ) kutsutaan ehdollisesti kolmannen tason laitteiksi (OSI-mallin tasonumeron mukaan).

Verkkokerroksen protokollat: IP/IPv4/IPv6 ( Internet Protocol ), IPX ( Internetwork Packet Exchange ), X.25 (osittain toteutettu kerroksessa 2), CLNP (yhteydetön verkkoprotokolla), IPsec ( Internet-protokollan suojaus ).

Reititysprotokollat ​​- RIP ( Routing Information Protocol ), OSPF ( Open Shortest Path First ).

Linkkitaso

Linkkikerros ( eng.  data link layer ) on suunniteltu varmistamaan verkkojen vuorovaikutus fyysisellä tasolla ja mahdolliset ohjausvirheet. Se pakkaa fyysiseltä kerrokselta vastaanotetut bitteinä esitetyt tiedot kehyksiin , tarkistaa niiden eheyden ja tarvittaessa korjaa virheet (tai luo uudelleenpyynnön vaurioituneesta kehyksestä) ja lähettää sen verkkokerrokseen. Linkkikerros voi olla vuorovaikutuksessa yhden tai useamman fyysisen kerroksen kanssa ohjaten ja hallitsemalla tätä vuorovaikutusta.

IEEE 802 -spesifikaatio jakaa tämän tason kahteen alatasoon: MAC ( media access control ) säätelee pääsyä jaettuun fyysiseen tietovälineeseen, LLC ( logical link control ) tarjoaa verkkokerroksen palvelun .  

Kytkimet , sillat ja muut laitteet toimivat tällä tasolla . Nämä laitteet käyttävät kerroksen 2 osoitteita (kerrosnumeron mukaan OSI-mallissa).

Linkkikerrosprotokollat : ARCnet , ATM , Controller Area Network (CAN), Econet , IEEE 802.3 ( Ethernet ), Ethernetin automaattinen suojauskytkentä (EAPS), kuituhajautettu tiedonsiirtoliitäntä (FDDI), kehysvälitys , korkean tason datalinkin ohjaus (HDLC ) ) ), IEEE 802.2 (tarjoaa LLC-toiminnot IEEE 802 MAC -alikerrokselle), Link Access Procedures, D-kanava (LAPD), IEEE 802.11 langaton LAN , LocalTalk , Multiprotocol Label Switching (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP) , Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), Serial Line Internet Protocol (SLIP, vanhentunut), StarLan , Token ring , Unidirectional Link Detection (UDLD), x.25 , ARP .

Protokollapinoja kehitettäessä kohinaa korjaavan koodauksen ongelmat ratkaistaan ​​tällä tasolla. Näitä koodausmenetelmiä ovat Hamming-koodi , lohkokoodaus ja Reed-Solomon-koodi .

Ohjelmoinnissa tämä taso edustaa verkkokortin ajuria , käyttöjärjestelmissä on ohjelmistorajapinta kanava- ja verkkotasojen vuorovaikutukseen keskenään. Tämä ei ole uusi taso, vaan yksinkertaisesti mallin toteutus tietylle käyttöjärjestelmälle. Esimerkkejä tällaisista liitännöistä: ODI , NDIS , UDI .

Fyysinen kerros

Fyysinen kerros ( englanniksi  fyysinen kerros ) on mallin alempi taso, joka määrittää tavan siirtää binäärimuodossa esitettyä dataa laitteelta (tietokoneelta) toiselle. Eri organisaatiot ovat mukana tällaisten menetelmien laatimisessa, mukaan lukien: Institute of Electrical and Electronics Engineers , Electronic Industry Alliance , European Telecommunications Standards Institute ja muut. Ne lähettävät sähköisiä tai optisia signaaleja kaapeliin tai radioilmaan ja vastaavasti vastaanottavat ne ja muuntavat ne databiteiksi digitaalisten signaalien koodausmenetelmien mukaisesti .

Keskittimet , signaalitoistimet ja mediamuuntimet toimivat myös tällä tasolla .

Fyysisen kerroksen toiminnot on toteutettu kaikissa verkkoon kytketyissä laitteissa. Tietokoneen puolella fyysisen kerroksen toiminnot suorittaa verkkosovitin tai sarjaportti. Fyysinen kerros viittaa fyysisiin, sähköisiin ja mekaanisiin rajapintoihin kahden järjestelmän välillä. Fyysinen kerros määrittelee sellaisia ​​tiedonsiirtovälinetyyppejä kuin kuitu , kierretty pari , koaksiaalikaapeli , satelliittidatayhteys jne. Fyysiseen kerrokseen liittyvät verkkoliityntätyypit ovat: V.35 , RS-232 , RS-485 , RJ -11 , RJ-45 , AUI ja BNC liittimet .

Protokollapinoja kehitettäessä tällä tasolla ratkaistaan ​​synkronointi- ja lineaarikoodausongelmat. Näitä koodausmenetelmiä ovat NRZ -koodi , RZ-koodi , MLT-3 , PAM5 , Manchester II .

Fyysisen kerroksen protokollat: IEEE 802.15 (Bluetooth) , IRDA , EIA RS-232 , EIA-422 , EIA-423 , RS-449 , RS-485 , DSL , ISDN , SONET/SDH , GSM - Loop , 11therloop , 802 . radioliitäntä , ITU ja ITU-T , TransferJet , ARINC 818 , G.hn / G.9960 , Modbus Plus .

Yhteensopivuus OSI-mallin ja muiden verkkomallien kanssa

Koska muilla verkkovuorovaikutusmalleilla kehitetyistä protokollista (esim. TCP / IP) on tullut suosituimpia ja käytännössä käytettyjä, on edelleen tarpeen kuvata muiden mallien yksittäisten protokollien mahdollista sisällyttämistä OSI-mallin eri kerroksiin.

TCP/IP-perhe

TCP/IP - perheessä on kolme siirtoprotokollaa: TCP, joka on täysin yhteensopiva OSI:n kanssa ja varmistaa tiedon vastaanoton; UDP , joka vastaa kuljetuskerrosta vain portin läsnäololla, joka varmistaa datagrammien vaihdon sovellusten välillä, mikä ei takaa tietojen vastaanottamista; ja SCTP , joka on suunniteltu korjaamaan joitakin TCP:n puutteita ja lisää uusia ominaisuuksia. TCP/IP-perheessä on vielä noin kaksisataa protokollaa, joista tunnetuin on ICMP -palveluprotokolla , jota käytetään sisäisiin tarpeisiin toiminnan varmistamiseksi; loput eivät myöskään ole siirtoprotokollia.

IPX/SPX-perhe

IPX/SPX - perheessä portit näkyvät IPX-verkkokerroksen protokollassa, mikä mahdollistaa datagrammien vaihdon sovellusten välillä (käyttöjärjestelmä varaa osan pistokkeista itselleen). SPX-protokolla puolestaan ​​täydentää IPX:ää kaikilla muilla siirtokerroksen ominaisuuksilla täysin OSI:n mukaisesti.

Isäntäosoitteena ICX käyttää tunnistetta, joka muodostuu nelitavuisesta verkkonumerosta ( reitittimien määrittämä ) ja verkkosovittimen MAC-osoitteesta.

Kritiikki

1990-luvun lopulla yksittäiset kirjoittajat kritisoivat seitsenkerroksista OSI-mallia. Erityisesti kirjassa "UNIX. Järjestelmänvalvojan opas" Evi Németh kirjoitti : 

ISO - komiteoiden kiistellessä standardeistaan ​​koko verkottumisen käsite muuttui heidän selkänsä takana ja TCP/IP -protokollaa otettiin käyttöön ympäri maailmaa .

<…>

Ja niin, kun ISO-protokollat ​​vihdoin otettiin käyttöön, ilmeni useita ongelmia:

  • nämä protokollat ​​perustuivat käsitteisiin, joilla ei ole järkeä nykypäivän verkoissa;
  • niiden tekniset tiedot olivat joissakin tapauksissa puutteellisia;
  • toiminnaltaan ne olivat muita protokollia huonompia;
  • useiden kerrosten läsnäolo teki näistä protokollista hitaita ja vaikeasti toteutettavia.

<…>

Nyt jopa innokkaimmat näiden protokollien kannattajat myöntävät, että OSI on vähitellen siirtymässä pieneksi alaviitteeksi tietokonehistorian sivuilla.

— Evie Nameth [17]

Vaikka OSI-mallia käytetään edelleen opetuksen ja dokumentoinnin referenssinä [12] , tätä mallia varten alun perin suunnitellut OSI-protokollat ​​eivät ole saavuttaneet suosiota. Jotkut insinöörit väittävät, että OSI-vertailumalli on edelleen relevantti pilvitekniikan kannalta. Toiset uskovat, että alkuperäinen OSI-malli ei vastaa nykyaikaisia ​​verkkoprotokollia, ja sen sijaan ehdottavat yksinkertaistettua lähestymistapaa [18] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ OSI-malli ja verkkoprotokollat ​​. qastack.ru . Haettu 31. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 31. tammikuuta 2022.
  2. ↑ Howard Davies, Beatrice Bressan. Kansainvälisen tutkimusverkoston historia: Ihmiset, jotka tekivät sen tapahtua . – John Wiley & Sons, 26.4.2010. — 347 s. - ISBN 978-3-527-32710-2 . Arkistoitu 16. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa
  3. ↑ Peter John Down, Frank Edward Taylor. Miksi hajautettu tietotekniikka?: NCC:n katsaus mahdollisuuksiin ja kokemuksiin Yhdistyneessä kuningaskunnassa . - NCC Publications, 1976. - 188 s. Arkistoitu 16. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa
  4. ↑ 1 2 koko sivun  uudelleenlataus . IEEE Spectrum: Technology, Engineering ja Science News . Haettu 21. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2017.
  5. ↑ Carl A. Sunshine. Tietokoneverkkoarkkitehtuurit ja protokollat ​​. — Springer Science & Business Media, 29.6.2013. — 542 s. - ISBN 978-1-4613-0809-6 . Arkistoitu 29. marraskuuta 2020 Wayback Machinessa
  6. ↑ A. Hasman. Terveysinformatiikan koulutus ja koulutus Euroopassa: uusinta tekniikkaa, ohjeet, sovellukset . - IOS Press, 1995. - 288 s. — ISBN 978-90-5199-234-2 . Arkistoitu 29. marraskuuta 2020 Wayback Machinessa
  7. ↑ Olga Wais. 11 parasta FTP-asiakasta Macille vuonna 2021. Vain yksi voittaja!  (englanniksi) . Eltima ohjelmisto . Haettu 18. huhtikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 18. huhtikuuta 2021.
  8. ↑ Computer Pioneers - Bachman, Charles . history.computer.org . Haettu 22. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 29. marraskuuta 2020.
  9. ↑ Andrew L. Russell. Avoimet standardit ja digitaaliaika: historia, ideologia ja verkot . - Cambridge University Press, 28.4.2014. — 325 s. - ISBN 978-1-139-91661-5 . Arkistoitu 9. elokuuta 2021 Wayback Machinessa
  10. ↑ Russell, Andrew L. Rough Consensus and Running Code' ja Internet-OSI Standards War . IEEE Annals of the History of Computing. Haettu 31. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 17. marraskuuta 2019.
  11. ↑ Standardisodat (PDF) . 2006. Arkistoitu (PDF) alkuperäisestä 24.02.2021 . Haettu 31.5.2021 . Käytöstä poistettu parametri |deadlink=( ohje )
  12. ↑ 1 2 Keith Shaw. OSI - malli selitti ja kuinka helposti muistaa sen 7 kerrosta  . Network World (14.10.2020). Haettu 22. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 19. elokuuta 2021.
  13. ↑ Tietoverkot, avoin järjestelmäviestintä ja turvallisuus . www.itu.int . Haettu 22. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 10. marraskuuta 2020.
  14. ↑ Julkisesti saatavilla olevat standardit . standards.iso.org . Haettu 22. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 19. tammikuuta 2022.
  15. ↑ PDU - lyhenne englannista.  protokollatietoyksiköt _ _ _ _ _ _ _
  16. ↑ Englanninkielisessä kirjallisuudessa sana "media" tarkoittaa tiedonsiirtovälinettä .
  17. ↑ Evie Nameth. UNIX. Järjestelmänvalvojan opas. – 1998.
  18. ↑ Steve Taylor ja Jim Metzler. Miksi on aika antaa OSI-mallin  kuolla . Network World (23. syyskuuta 2008). Haettu 22. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 12. marraskuuta 2020.

Kirjallisuus

  • A. Filimonov. Monipalvelu-Ethernet-verkkojen rakentaminen. — M.: BHV, 2007. — ISBN 978-5-9775-0007-4 .
  • Opas verkkotyöskentelytekniikoihin. 4. painos — M.: Williams, 2005. — ISBN 5-8459-0787-X .
  • Internet-protokollat ​​ja -resurssit. - M .: Radio ja viestintä, 1996.
  • Internet-verkot. Arkkitehtuuri ja protokollat. - M.: Sirin, 1998.
  • Internet-protokollat. Tietosanakirja. - M .: "Hot Line - Telecom", 2001. - 1100 s.
  • Internet-protokollat ​​sähköiseen kaupankäyntiin. - M .: "Hot Line - Telecom", 2003. - 730 s.
  • GOST R ISO/IEC 7498-1-99. WOS. Perusvertailumalli. Osa 1. Perusmalli.
  • GOST R ISO 7498-2-99. WOS. Perusvertailumalli. Osa 2. Tietoturva-arkkitehtuuri.
  • GOST R ISO 7498-3-97. WOS. Perusvertailumalli. Osa 3. Nimeäminen ja osoitus.
  • GOST R ISO/IEC 7498-4-99. WOS. Perusvertailumalli. Osa 4. Hallintojohtamisen perusteet.