7 layers osi model
Què és el model OSI: una guia completa de les 7 capes del model OSI
En aquest Sèrie de formació gratuïta sobre xarxes , ho vam explorar tot Conceptes bàsics sobre xarxes informàtiques en detall.
El model de referència OSI significa Model de referència d’interconnexió de sistemes oberts que s’utilitza per a la comunicació en diverses xarxes.
L'ISO (Organització internacional per a l'estandardització) ha desenvolupat aquest model de referència per a la comunicació que s'ha de seguir a tot el món en un determinat conjunt de plataformes.
Què aprendreu:
Què és el model OSI?
El model de referència d’interconnexió de sistemes oberts (OSI) consta de set capes o set passos que conclou el sistema de comunicació general.
En aquest tutorial, analitzarem en profunditat la funcionalitat de cada capa.
Com a provador de programari, és important entendre aquest model OSI ja que cadascuna de les aplicacions de programari funciona en funció d’una de les capes d’aquest model. A mesura que ens endinsem en aquest tutorial, explorarem de quina capa es tracta.
Arquitectura del model de referència OSI
Relació entre cada capa
Vegem com cada capa del model de referència OSI es comunica entre si amb l’ajuda del diagrama següent.
A continuació es mostra l'expansió de cada unitat de protocol intercanviat entre les capes:
- APDU - Unitat de dades del protocol d’aplicació.
- PPDU - Unitat de dades de protocol de presentació.
- SPDU - Unitat de dades del protocol de sessió.
- TPDU - Unitat de dades de protocol de transport (segment).
- Paquet - Protocol d'amfitrió de la capa de xarxa.
- Marc - Protocol d'amfitrió-enrutador de capa d'enllaç de dades.
- bits - Protocol d'amfitrió-enrutador de capa física.
Funcions i protocols utilitzats a cada capa
Característiques del model OSI
A continuació es detallen les diverses característiques del model OSI:
- Fàcil d'entendre la comunicació a través de xarxes àmplies mitjançant l'arquitectura OSI Reference Model.
- Ajuda a conèixer els detalls perquè puguem entendre millor el programari i el maquinari que treballen junts.
- La solució de problemes d’errors és més fàcil ja que la xarxa es distribueix en set capes. Cada capa té la seva pròpia funcionalitat, de manera que el diagnòstic del problema és fàcil i es triga menys temps.
- La comprensió de les noves tecnologies generació per generació es fa més fàcil i adaptable amb l’ajut del model OSI.
7 capes del model OSI
Abans d’explorar els detalls sobre les funcions de les 7 capes, el problema que solen afrontar els primers usuaris és: Com memoritzar la jerarquia de les set capes de referència OSI en seqüència?
Aquí teniu la solució que faig servir personalment per memoritzar-la.
Intenta recordar-ho com A- PSTN- DP .
Començant de dalt a baix A-PSTN-DP significa Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Aquí hi ha les 7 capes del model OSI:
# 1) Capa 1: capa física
- La capa física és la primera i la inferior capa del model de referència OSI. Proporciona principalment la transmissió de flux de bits.
- També caracteritza el tipus de suport, el tipus de connector i el tipus de senyal que s’utilitzaran per a la comunicació. Bàsicament, les dades brutes en forma de bits, és a dir, 0’s & 1’s, es converteixen en senyals i s’intercanvien en aquesta capa. L’encapsulació de dades també es fa en aquesta capa. El final del remitent i el receptor haurien d’estar sincronitzats i la velocitat de transmissió en forma de bits per segon també es decideix en aquesta capa.
- Proporciona una interfície de transmissió entre els dispositius i els suports de transmissió i també es defineix en aquest nivell el tipus de topologia que s’utilitzarà per fer xarxes juntament amb el tipus de mode de transmissió necessari per a la transmissió.
- Normalment, les topologies d’estrella, bus o timbre s’utilitzen per fer xarxes i els modes que s’utilitzen són semidúplex, dúplex complet o simplex.
- Exemples dels dispositius de capa 1 inclouen concentradors, repetidors i connectors de cable Ethernet. Aquests són els dispositius bàsics que s’utilitzen a la capa física per transmetre dades a través d’un determinat suport físic adequat segons les necessitats de la xarxa.
# 2) Capa 2: capa d'enllaç de dades
- La capa d'enllaç de dades és la segona capa de la part inferior del model de referència OSI. La funció principal de la capa d’enllaç de dades és realitzar la detecció d’errors i combinar els bits de dades en marcs. Combina les dades en brut en bytes i bytes a fotogrames i transmet el paquet de dades a la capa de xarxa de l'amfitrió de destinació desitjat. Al final de la destinació, la capa d'enllaç de dades rep el senyal, el descodifica en marcs i el lliura al maquinari.
- Adreça MAC: La capa d'enllaç de dades supervisa el sistema d'adreçament físic anomenat adreça MAC de les xarxes i gestiona l'accés dels components de xarxa assortits al mitjà físic.
- Una adreça de control d'accés multimèdia és una adreça de dispositiu única i cada dispositiu o component d'una xarxa té una adreça MAC sobre la base de la qual podem identificar de manera única un dispositiu de la xarxa. És una adreça única de 12 dígits.
- Exemple de l'adreça MAC és 3C-95-09-9C-21-G1 (amb 6 octets, on els 3 primers representen l'OUI, els tres següents representen la NIC). També es pot conèixer com a adreça física. L'estructura d'una adreça MAC la decideix l'organització IEEE, ja que és acceptada per totes les empreses a nivell mundial.
A continuació es pot veure l'estructura de l'adreça MAC que representa els diversos camps i la longitud de bits.
- Detecció d'errors: Només es fa la detecció d'errors en aquesta capa, no la correcció d'errors. La correcció d'errors es fa a la capa Transport.
- De vegades, els senyals de dades es troben amb alguns senyals no desitjats coneguts com a bits d'error. Per tal de conquerir amb els errors, aquesta capa realitza la detecció d'errors. La comprovació de la redundància cíclica (CRC) i la suma de comprovació són pocs mètodes eficients de comprovació d'errors. En parlarem a les funcions de la capa de transport.
- Control de flux i accés múltiple: Les dades que s’envien en forma de trama entre l’emissor i el receptor a través d’un suport de transmissió en aquesta capa, haurien de transmetre i rebre al mateix ritme. Quan s’envia una trama per un mitjà a una velocitat més gran que la velocitat de treball del receptor, les dades que es reben en el node receptor es perdran a causa d’un desajust de velocitat.
- Per tal de superar aquest tipus de problemes, la capa realitza un mecanisme de control de flux.
Hi ha dos tipus de processos de control de cabal:
Atureu i espereu el control de cabal: En aquest mecanisme, empeny l’emissor després que es transmetin les dades a aturar-se i esperar des del final del receptor per obtenir el reconeixement de la trama rebuda a l’extrem del receptor. El segon marc de dades s’envia pel mitjà només després de rebre el primer reconeixement i el procés continuarà .
Finestra corredissa: En aquest procés, tant el remitent com el receptor decidiran el nombre de trams després dels quals s’ha d’intercanviar el reconeixement. Aquest procés estalvia temps ja que s’utilitzen menys recursos en el procés de control de flux.
- Aquesta capa també proporciona disposicions per proporcionar accés a diversos dispositius per transmetre a través del mateix mitjà sense col·lisió mitjançant l'ús CSMA / CD (detecció d'accessos múltiples / detecció de col·lisions) de l'operador de telefonia mòbil.
- Sincronització: Els dos dispositius entre els quals es comparteix dades s’han de sincronitzar entre tots dos extrems perquè la transferència de dades es faci sense problemes.
- Commutadors de capa 2: Els commutadors de capa 2 són els dispositius que reenvien les dades a la següent capa sobre la base de l'adreça física (adreça MAC) de la màquina. En primer lloc, reuneix l'adreça MAC del dispositiu al port on s'ha de rebre el marc i, posteriorment, aprèn la destinació de l'adreça MAC des de la taula d'adreces i reenvia el marc a la destinació de la capa següent. Si no s'especifica l'adreça d'amfitrió de destinació, simplement transmet el marc de dades a tots els ports, excepte aquell del qual va aprendre l'adreça de la font.
- Ponts: Bridges és el dispositiu de dos ports que funciona a la capa d'enllaç de dades i que s'utilitza per connectar dues xarxes LAN. A més d'això, es comporta com un repetidor amb una funció addicional de filtrar les dades no desitjades mitjançant l'aprenentatge de l'adreça MAC i les reenvia cap al node de destinació. S'utilitza per a la connectivitat de xarxes que treballen en el mateix protocol.
# 3) Capa 3: capa de xarxa
La capa de xarxa és la tercera capa de la part inferior. Aquesta capa té la responsabilitat d’aconseguir l’encaminament de paquets de dades des de la font fins a l’amfitrió de destinació entre les xarxes inter i intra que operen amb protocols iguals o diferents.
A part dels aspectes tècnics, si intentem entendre què fa realment?
La resposta és molt senzilla: esbrina la sortida fàcil, més curta i eficaç en el temps entre l’emissor i el receptor per intercanviar dades mitjançant protocols d’encaminament, commutació, detecció d’errors i tècniques d’adreçament.
- Realitza la tasca anterior utilitzant dissenys lògics d’adreçament i subxarxes de xarxa de la xarxa. Independentment de les dues xarxes diferents que treballin en el mateix protocol o en diferents topologies o diferents, la funció d’aquesta capa és encaminar els paquets des de la font fins a la destinació mitjançant l’adreça IP lògica i els encaminadors per a la comunicació.
- Direcció IP: L'adreça IP és una adreça de xarxa lògica i és un número de 32 bits que és únic a nivell mundial per a cada host de xarxa. Consta principalment de dues parts, és a dir, adreça de xarxa i adreça d’amfitrió. Generalment es denota en format decimal amb punts amb quatre nombres dividits per punts. Per exemple, la representació decimal amb punts de l'adreça IP és 192.168.1.1, que en binari serà 11000000.10101000.00000001.00000001, i és molt difícil de recordar. Per tant, normalment es fa servir el primer. Aquest sector de vuit bits es coneix com octets.
- Encaminadors funcionen en aquesta capa i s’utilitzen per a la comunicació de xarxes d’àrea inter-intra i intra-xarxa (WAN). Els encaminadors que transmeten els paquets de dades entre les xarxes no saben l’adreça de destinació exacta de l’amfitrió de destinació per al qual s’envia el paquet, sinó que només coneixen la ubicació de la xarxa a la qual pertanyen i utilitzen la informació que s’emmagatzema a taula d’encaminament per establir el camí per on s’ha de lliurar el paquet a la destinació. Després de lliurar el paquet a la xarxa de destinació, es lliura a l'amfitrió desitjat d'aquesta xarxa en particular.
- Per fer la sèrie de procediments anterior, l'adreça IP té dues parts. La primera part de l'adreça IP és l'adreça de xarxa i l'última és l'adreça de l'amfitrió.
- Exemple: Per a l'adreça IP 192.168.1.1. L'adreça de xarxa serà 192.168.1.0 i l'adreça d'amfitrió serà 0.0.0.1.
Màscara de subxarxa: L'adreça de xarxa i l'adreça d'amfitrió definides a l'adreça IP no són únicament eficients per determinar que l'amfitrió de destinació pertany a la mateixa subxarxa o xarxa remota. La màscara de subxarxa és una adreça lògica de 32 bits que els routers utilitzen juntament amb l'adreça IP per determinar la ubicació de l'amfitrió de destinació per encaminar les dades de paquets.
A continuació es mostra un exemple d’ús combinat d’adreça IP i màscara de subxarxa:
Per a l'exemple anterior, mitjançant l’ús d’una màscara de subxarxa 255.255.255.0, sabrem que l’identificador de xarxa és 192.168.1.0 i que l’adreça d’amfitrió és 0.0.0.64. Quan un paquet arriba de la subxarxa 192.168.1.0 i té una adreça de destinació 192.168.1.64, el PC el rebrà de la xarxa i el processarà fins al següent nivell.