Modelu OSI (v anglické Ø odkládacího s ystems I nterconnection ) je standardní komunikace v síti , aby všechny počítačové systémy . Jedná se o model komunikace mezi počítači navržený ISO (Mezinárodní organizací pro normalizaci), který popisuje funkce nezbytné pro komunikaci a organizaci těchto funkcí.
Model OSI byl navržen v 70. letech na pozadí soupeření mezi třemi architekturami různých designů: DSA spuštěný společností CII-Honeywell-Bull inovuje v distribuovaných výpočtech zvýrazněním minipočítačů Mitra 15 a poté Mini 6 , zatímco Decnet , od DEC a SNA od IBM poskytují více prostoru centrálnímu serveru, který řídí všechny hardwarové a softwarové zdroje, ke kterým uživatelé přistupují pro „relaci“ prostřednictvím pasivních terminálů .
Hubert Zimmermann byl přijat v roce 1971 na INRIA od Louis Pouzin rozvíjet datagramu , což je technologie, která vyvolává mezinárodní nadšení, podporované Cil . Odpovídá a tajemníkem pracovní skupiny „Počítačová architektura“ v rámci Mezinárodní organizace pro normalizaci je podle Vintona Cerfa s podporou databázového specialisty Charlese Bachmana návrhářem první verze architektury OSI . Již v roce 1975 se PTT bojoval proti datagramu a sítě Kyklady , preferovat Transpac .
Je to uvnitř Březen 1978že Charles Bachman představuje svůj 7vrstvý komunikační model v dokumentu ISO / TC97 / SC16 / N34. Velcí evropští telekomunikační operátoři, pak všichni veřejní, s tím bojují. Je to z důvodu tohoto zpoždění a jeho příliš málo otevřený kontext, který OSI bude nahrazen protokolem TCP / IP v oblasti Internetu vystupující, schválené s konečnou platností sítí Arpanet1 st 01. 1983(nahrazující protokol NCP ). OSI se stal standardem v roce 1984: ISO 7498: 1984 od15. listopadu 1984která bude revidována v roce 1994 podle normy ISO / IEC 7498-1: 1994, v době, kdy stále chybí skutečná internetová vrstva ;
Úplná norma s odkazem na ISO 7498 má obecně název „Základní referenční model pro propojení otevřených systémů (OSI)“ a skládá se ze 4 částí:
Verze tohoto článku i články věnované každé z vrstev modelu se zaměřují na revizi části 1, 1994 . ITU-T schválila stejný text pod doporučením číslo X.200 v roce 1994.
Text samotné normy je velmi abstraktní, protože má být použitelný pro mnoho typů sítí . Aby to bylo srozumitelnější, kromě představení standardu tento článek přináší odkazy na konkrétní realizace tak, jak se nacházejí v počítači , to znamená na konkrétní protokoly („skutečný systém“ ve smyslu části 4). Kromě toho norma neobsahuje konkrétní mechanismy, které vykonávají definované funkce, ačkoli tento článek dělá. Příklady služeb a zejména protokolů jsou převzaty z takzvaného světa „IP“ (pravděpodobně nejznámějšího, ale také nejdále od ducha standardu), světa ISDN (včetně druhé generace, lépe známého jako název ATM) ) a někdy i svět OSI (který nevyrábí jen modely).
Les combinaisons offertes par le modèle sont beaucoup plus nombreuses que celles réalisées dans des piles de protocoles existantes, on ne peut donc pas donner d'exemple réel pour toutes les fonctions.Účelem této normy je specifikovat obecný rámec pro tvorbu následných konzistentních standardů. Samotný model nedefinuje konkrétní službu, natož protokol.
Model je v podstatě architektura ve vrstvách definovaných a vymezených pojmy služba, protokol a rozhraní .
Podrobnosti služby se samozřejmě budou u jednotlivých síťových architektur lišit. Nejhrubší klasifikace je založena na tom, zda služba funguje v online režimu nebo ne. Přes tuto variabilitu mají běžné funkce konvenčně konstantní názvy. Tyto názvy však nepocházejí přímo z ISO 7498-1.
connection.request je požadavek na odchozí připojení, tj. iniciovaný místní entitou. connection.indication odpovídá události „Byl přijat požadavek na příchozí připojení.“ " connection.response je indikace přijetí nebo odmítnutí spojení connection.confirmation odpovídá události „Byla přijata odpověď volaného.“ Je to osvobozující rozsudek. data.request, data.indicationadata.confirm jsou protějškem dat.Data dodávaná do primitivu služby se nazývají (N) -SDU („ Service Data Unit “), kde N je označení vrstvy, její číslo ve standardu, někdy písmeno převzaté z názvu vrstvy. Zprávy protokolu se nazývají PDU („ Protocol Data Unit “).
| PDU | Vrstva | Funkce | ||
|---|---|---|---|---|
| Vysoké plenky | Data | 7 | aplikace | Přístupový bod síťové služby |
| 6 | Prezentace | Zpracovává šifrování a dešifrování dat , převádí data stroje na data použitelná jakýmkoli jiným strojem | ||
| 5 | Zasedání | Komunikace mezi hostiteli, spravuje relace mezi různými aplikacemi | ||
| Segment (in) / Datagram | 4 | Doprava | Kompletní připojení, připojení a řízení toku ; pojem port ( TCP a UDP ) | |
| Vrstvy materiálu | Balík | 3 | Síť | Určuje datovou cestu a logické adresování ( IP adresa ) |
| Útek | 2 | Lepení | Fyzické adresování ( MAC adresa ) | |
| Bit | 1 | Fyzický | Přenos signálu v digitální nebo analogové formě | |
Šablona má sedm vrstev stručně prezentovaných výše zdola nahoru a podrobně popsaných v příslušných článcích. Tyto vrstvy jsou někdy rozděleny do dvou skupin.
Spodní tři vrstvy jsou více orientovány na komunikaci a jsou často poskytovány operačním systémem a hardwarem.
Horní čtyři vrstvy jsou více zaměřeny na aplikace a spíše je provádějí knihovny nebo konkrétní program. Ve světě IP se tyto tři vrstvy rozlišují jen zřídka. V tomto případě jsou všechny funkce těchto vrstev považovány za nedílnou součást aplikačního protokolu.
Kromě toho jsou spodní vrstvy normálně transparentní pro data, která mají být transportována, zatímco horní vrstvy tomu tak nemusí být, zejména na úrovni prezentace.
V takové architektuře „entita“ úrovně (N + 1) odesílá data s primitivem entitě úrovně (N) tím, že jí jako data poskytuje (N + 1) -PDU, která bude zase zapouzdřena. V a (N) -PDU. Na straně přijímače každá entita analyzuje obálku protokolu odpovídající její vrstvě a přenáší data do horní vrstvy ve formě primitivu . « data.request »« data.indication »
Některé funkce, jako je detekce chyb přenosu, korekce a řízení toku, mohou být přítomny ve více než jedné vrstvě. Tyto funkce jsou obecně popsány níže.
Souhrnná charakterizace vrstevZde uvedená charakterizace je převzata z kapitoly 7 ISO 7498-1. Původní popis také poskytuje pro každou vrstvu funkce pro zpracování příkazů nebo významných dat mezi těmi, které jsou popsány níže.
Existují různé mnemotechnické pomůcky, které si je lépe zapamatují.
Nějaké přesnostiPokud síťové i dopravní služby fungují v připojeném režimu, není vždy mezi těmito dvěma službami jasný rozdíl. Existují však dva případy, kdy je to velmi jednoduché:
Jednou z hlavních rolí vrstev 2 až 4, přítomných v mnoha protokolových zásobnících, je konstrukce spojení bez chyb přenosu. To znamená, že přenášená data jsou přijímána bez poškození, ztráty, změny pořadí nebo duplikace. To znamená, že alespoň jedna vrstva, a v praxi několik, provádí detekci chyb, opravu chyb nebo opakovaný přenos dat a řízení toku.
Detekce chyb identifikace PDU, kde alespoň jeden bit během přenosu změnil hodnotu. Oprava chyb Kompenzace chyb buď opravou dat pomocí kódů pro opravu chyb, nebo zničením chybného PDU a vyžádáním opakovaného přenosu. Řízení toku Synchronizace komunikace, aby se zabránilo straně přijímat více PDU, než dokáže zpracovat.Ovládací prvky toku 2 a 3 se mohou zdát nadbytečné, ale nemusí to tak být. Řízení průtoku úrovně 2 ve skutečnosti zaručuje servořízení pouze na jedné lince. Ale pokud má stroj několik rozhraní, je tomu tak zejména u všech směrovačů a na alespoň jednom z rozhraní není řízení toku, existuje riziko nasycení entity na úrovni sítě. K tomuto případu dochází zejména v sítích X.25, kde je možnost řízení toku sjednána při otevření připojení.
Transformační funkceKromě vrstvené struktury model také definuje řadu standardních mechanismů pro manipulaci s příkazy nebo daty, které se používají k provádění služby. Tato část definuje nejběžnější. Tyto transformace jsou popsány dvojicí operací, které jsou navzájem inverzní.
Multiplexování a demultiplexování připojení Použití připojení úrovně N k přenosu PDU z více připojení N + 1. Symetricky demultiplexování spočívá v oddělení příchozích (N + 1) -PDU připojením. Například, tento mechanismus je uveden v ATM sítích , které AAL 3/4 „vrstvy“. Burst a rekombinace Podobné operace, ve kterých jsou (N + 1) -PDU distribuovány přes několik připojení na úrovni N. Používají to zejména uživatelé s přístupem ISDN ke zvýšení dostupné propustnosti. Segmentace a opětovné sestavení Když služba poskytovaná vrstvou (N) nastaví limit velikosti dat, která je příliš malá ve srovnání se službou vrstvy (N + 1), vrstva (N + 1) rozdělí (N + 1) -SDU před odesláním do několika fragmentů, z nichž každý odpovídá jednomu (N + 1) -PDU. Při příjmu vrstva (N + 1) zřetězuje fragmenty, aby našla počáteční (N + 1) -SDU. To se hojně používá v sítích ATM a SSL / TLS. U IP se tato funkce tradičně nazývá „fragmentace“.Tato část ilustruje některé případy, kdy síťová architektura nemůže plně zapadnout do rámce modelu OSI.
Model předpokládá, že v konkrétním zásobníku je jeden a pouze jeden protokol na vrstvu. Existují však případy, kdy je to téměř nemožné, zejména při propojení heterogenních sítí, to znamená při použití různých sad protokolů. Například jednoduchý tunel umožňuje připojení 2 homogenních sítí tím, že se síť jiného typu považuje za připojení typu point-to-point. Právě tato technika se používá k dočasnému připojení izolovaného počítače k internetu ( xDSL offline ): Modem spravuje telefonní spojení mezi 2 vzdálenými stroji, tedy připojení úrovně 3 v zásobníku ISDN a používá jej k přenosu rámců PPP, protokol úrovně 2, zatímco v kanonickém zásobníku, by to byla transportní úroveň PDU (4).
Existují také situace, kdy se používají dva protokoly stejné úrovně současně, protože to vyžaduje kombinace poskytované služby a služby očekávané od nižší vrstvy. Ve světě IP tedy protokoly SSL i TCP poskytují komunikační službu point-to-point mezi procesy, přičemž SSL může nahradit TCP, ale jediný standardní protokol realizující službu očekávanou funkcí SSL je TCP. Proto překrýváme SSL na TCP.
V některých síťových architekturách služba nabízená koncovým strojům nestačí ke splnění potřeb interní sítě. Například v síti ATM je síťová služba v připojeném režimu. Proto je vyžadován zásobník protokolů schopný přenášet signalizaci (zprávy pro správu připojení), ale služba nabízená tímto zásobníkem není pro koncové stroje přístupná. Abychom to mohli modelovat, překrývá se „horizontální“ dělení ve vrstvě, „vertikální“ dělení v „rovině“, ve kterém jsou protokolové komíny nezávislé. Síťový model ATM se tedy skládá ze 3 rovin: rovina uživatele pro běžná data, rovina řízení pro přenos signalizace a rovina správy pro dohled nad vnitřní sítí. Telefonní sítě (pevné sítě ISDN a sítě UMTS ) mají také podobné uspořádání plánu.
Pokud skutečně existuje hrubá korespondence mezi protokoly zásobníku IP a vrstvami modelu, nemůžeme uvažovat o tom, že zásobník IP je skutečně kompatibilní s modelem OSI. Zejména oddělení vrstev v zásobníku IP je mnohem přibližnější. Zde jsou 2 ilustrace.
V souladu s modelem by protokol v zásobníku neměl záviset na protokolech v jiných vrstvách, ale pouze na poskytované službě. Jako příklad neshody zvažte detekci chyb v zásobníku IP. Protokoly TCP i UDP mají v záhlaví kontrolní součet pro detekci chyb. Výpočet této částky zahrnuje část záhlaví IP. Protokoly TCP a UDP proto nejsou nezávislé na IP. To je zvláště patrné na skutečnosti, že během přechodu z IP verze 4 na IP verzi 6 je nutné předefinovat způsob výpočtu těchto kontrolních součtů, když se samotné protokoly skutečně nezměnily.
Když datagram UDP , v zásadě protokol na úrovni přenosu, dorazí na adresu (pár <adresa IP, číslo portu>), když nemá žádný proces příjemce, chyba je signalizována odesílateli při odesílání paketu ICMP označujícího „port nedosažitelný“ ". Nicméně, ICMP je v zásadě na úrovni sítě protokolu. Stroj přijímající tento paket proto musí prozkoumat danou část tohoto paketu, aby určil proces přijímání oznámení o chybě. Rozdíl v protokolu a ztráta transparentnosti dat jsou dva případy špatného oddělení vrstev. Při této příležitosti si všimněte, že TCP na druhou stranu používá normální mechanismus pro tuto situaci: vyvolání příznaku RST v chybové zprávě.
Model TCP / IP (nazývaný také internetový model ), který pochází z roku 1976, byl stabilizován dlouho před vydáním modelu OSI v roce 1984. Představuje také modulární přístup (použití vrstev), ale obsahuje pouze čtyři:
Dnes trh získává flexibilnější model TCP / IP. Přísnější model OSI se používá hlavně pro určité kritické aplikace nebo pro jeho funkce, které umožňují zaručit kvalitu služby.
Rozdělení do 7 vrstev modelu OSI však i nadále oceňují síťoví inženýři, protože organizuje diskuse a koncepty tím, že umožňuje vyrovnat standardy vlastní aplikačním službám. Často najdeme korespondenci s abstraktním modelem OSI, který mu dává skutečnou univerzálnost , která byla jak omezením, tak cílem jeho návrhářů. Web, který slouží všem uživatelům internetu na celém světě a je považován za špičku v internetových sítích (TCP / IP), lze tedy rozdělit následovně:
| č | Vrstva | Standard |
|---|---|---|
| 7 | aplikace | Web |
| 6 | Prezentace | HTML / XML |
| 5 | Zasedání | HTTP / HTTPS |
| 4 | Doprava | TCP |
| 3 | Síť | IP |
| 2 | Lepení | Ethernet / xDSL |
| 1 | Fyzický | RJ45 / RJ11 / RJ12
Kabely pro kočky. 5 a + |