Hafta 4: OSI Modeli
Amaçlar:
- OSI katmanlı network modelini açıklamak.
- Katmanları (layers) açıklamak.
I. OSI Modeli
OSI (Open Systems Interconnection) modeli ISO (International Standards Organization) tarafından geliştirilmiştir ve iki bilgisayar arasındaki iletişimin nasıl olacağını tanımlar. İlk olarak 1978 yılında yılında ortaya çıkarılan bu standart 1984 yılında yeniden düzenlenerek OSI (Open System Interconnect) olarak referans modeli olarak yayınlanmıştır. Model yaygın olarak kabul görmüş ve network işlemi için bir kılavuz olmuştur.OSI Modeli herhangi bir donanım ya da network tipine özel değildir. OSI’nin amacı network mimarilerinin ve protokollerinin bir network ürünü bileşeni gibi kullanılmasını sağlamaktır.
ISO standartları network üzerindeki iletişimi sağlarken karmaşık bir yol izler. ISO standardı yeni katmana (alt göreve) ayrılmıştır. OSI modeli olarak bilinen yedi katman şunlardır:
Tablo: OSI modeli
No
|
Katman
|
İşlevi
|
7
|
Application
|
Kullanıcı uygulamalarına servis sağlar.
|
6
|
Presentation
|
Kullanıcı uygulaması için verinin dönüşümünü sağlar. Veriyi yeniden düzenler.
|
5
|
Session
|
Sistemler arasındaki iletişimi sağlar.
|
4
|
Transport
|
Temel network bağlantısı sağlayan 1 ve 3. katman ile uygulama iletişimini sağlayan 5 ve 7. üst üç katman arasındaki bu katman bu bölümleri birbirinden ayırır.
|
3
|
Network
|
Network bağlantısını düzenlemek, devam ettirmek ve sonlandırmaktan sorumlu.
|
2
|
Data Link
|
Fiziksel bağlantıyı sağlar. Veri frame’lerini düzenler.
|
1
|
Physical
|
Veri iletimi ortamı düzeyinde verilerin elektrik sinyalleri olarak iletimini sağlar.
|
Bir network paketi veriyi ve orijinal isteği içerir. Paketler OSI katmanları tarafından geliştirilen birçok frame tarafından çevrelenmiştir. Her frame farklı alanları içerir.
A. Katmanlar (Layer)
OSI modelinde iletişim problemi yedi katman ile çözülmüş. İki bilgisayar sisteminin birbiriyle iletişim kurabilmesi için önce uygulama programın sistemin 7. katmanıyla konuşur. Bu katman 6. katmanla ve böylece ilerler. Ardından iletişim network hattına oradanda diğer sistemin 1. katmanına geçer. Buradan diğer katmanlara yükselir.Bütün LAN’lardaki teknolojinin anlaşılması için OSI layer olarak adlandırılan yedi katmanlı modeli anlaşılması gerekir. OSI modeli modüler bir mimariye dayanır. Her katmanda belli bir iş yapılırak bir sonraki katmana geçilir.
Şekil: Network üzerinde iki bilgisayarın iletişimi
OSI modeli donanım birimleri bakımından bir ayrım gözetmez. Fiziksel katman bağlantıyı gerçekleştirmek için gerekli her bileşenle uyum içinde çalışır. Bu bileşenler fiziksel medyanın yansıra hub’lar network adaptörleri vb. gibi bileşenlerdir.
Bir OSI katmanı iletişim servisini tanımlar. Katman üzerinde iletişimin kuralları protokoller ile düzenlenir. Bir protokol verinin iletimi sağlar.
Katmanlı model işlemlerin farklı teknolojilerle yapılmasını sağlar. Örneğin farklı kablolama yöntemlerinin kullanılmasının ardından üst katmanlardaki işlemler aynen devam edebilir. Her bir katman bir önceki ya da bir sonraki işlemden haberdardır.
Katman
|
Protokol
| |
7
|
Application(Uygulama)
|
Dosya sunucusu
|
6
|
Presentation(Sunu)
| |
5
|
Session(Oturum)
|
Taşıyıcılar, NETBIOS
|
4
|
Transport(Taşıma)
|
TCP, SPP
|
3
|
Network
|
IP, Router
|
2
|
Data Link (Veri Bağlantı)
|
Ethernet, Token Ring köprüleri
|
1
|
Physical(Fiziksel)
|
Kablolama
|
B. Katmanlar Arasındaki İlişki
Herbir katmanın görevi bir üst (yüksek) katmana servis sağlamaktır. İki bilgisayar arasındaki iletişimde katmanlar sırasıyla iletişim kurarkar; eş düzeydeki katmanlar aslında doğrudan iletişim kurmazlar ancak aralarında sanal bir iletişim oluşur.Şekil: İki Bilgisayar Arasında; Katmanlar gerçek (dikey) ve sanal (yatay) arasındaki ilişki
Veri bir katmandan diğerine iletilmeden önce paketlere bölünür.Paket bir aygıttan diğerine veri aktarmada kullanılan bir birim veridir. Her katmanda pakete ek bilgiler (formatlama ya da adresleme) eklenir.
Verinin iletimi üst katmandan alt katmana doğru olur. Verinin kablo ile iletimi fiziksel katman tarafından gerçekleştirilir. Diğer bilgisayarda ise önce fiziksel katman ile karşılanan veri üst katmanlara doğru hareket eder.
C. Physical (Fiziksel) Katman
En alt katmandır. Verileri bit olarak iletir. Bu katmanda network kablosu ile iletişim kurulur. Fiziksel katman düzeyinde verilerin sayısal olarak (basebant) koaksiyel kablo, UTP ya da fiber-optik üzerinden iletimi yapılır. Fiziksel iletimle ilgili olarak yaygın olarak IEEE 802.3, 802.4 ve 802.5 standartları kullanılır. Bunun dışında ANSI FDDI (Fiber Distributed Data Interface) standardı ve daha sonra çıkan yeni standartlar vardır.Fiziksel katman verinin gönderilmesini ve alınmasını tanımlayan katmandır. Kablolamayı ve network kartına bağlanmayı sağlayan birimleri içerir. İletim ortamındaki sinyal iletimini kontrol eder.
Fiziksel katman bitlerin bir bilgisayardan diğerine gönderildiği bir katmandır. Diğer bir deyişle network’ün ta kendisidir. Network üzerinde iki istasyon arasındaki bağlantı bakır bir kablo, fiber-optik, radyo sinyalleri, mikrodalga, infrared ya da ortama göre değişen bir medya olabilir.
Fiziksel katman verilerin bit olarak (elektronik olarak ) iletimiyle ilgilenir. Veri paketleriyle, frame’lerle, adreslerle ya da verinin ulaşacağı hedef ile ilgilenmez.
Medya Özellikleri
Fiziksel katman verinin iletildiği medya ile ilgilidir. Verilerin iletileceği çok fazla medya olduğu için ISO ve diğer firmalar tarafından çok sayıda kılavuz medya özelliklerini açıklamak için çalışmalar yapmaktadır. Özellikle hız, uzunluklar, güvenlik vb. özellikler medya türlerini tanımlar.Network’lerin çoğunda sayısal sinyalleme kullanılır. Sayısal sinyallerin iletiminde en büyük sorun zamanlamadır. Bu sorunu gidermek için çeşitli sinyal iletim yöntemleri geliştirilmiştir.
D. Data Link (Veri Hattı) Katmanı
Data Link katmanında; bir alt aşamada sağlana elketronik medya üzerinde verilerin nasıl iletilrceği ya da verilerin bu medyaya nasıl konulacağı belirlenir.Bu katmanda Ethernet ya da Token Ring olarak bilinen erişim yöntemleri çalışır. Bu erişim yöntemleri verileri kendi protokollerine uygun olarak işleyerek iletirler. Veri hattı katmanında veriler network katmanından fiziksel katmana gönderilirler. Bu aşamada veriler belli parçalara bölünür. Bu parçalara paket ya da frame denir.
Frame’ler verileri belli bir kontrol içinde göndermeyi sağlayan paketlerdir.
Şekil: Paketin Bileşenleri
Veri hattı katmanında yaygın olarak kullanılan protokoller Ethernet ve Token Ring’dir.
E. Verilerin Kapsüllenerek İletilmesi
Verilerin iletiminde temel olan veriler paket (frame olarak da adlandırılır) olarak yapılandığına göre paketlerin veri iletiminde önemli bir yer tutarlar. Paketler LAN üzerinde taşınan bir birim bilgidir. Paketler OSI modelinin farklı katmanlarına göre işlenirler. Bu işleme kapsülleme (encapsulation) denir. Bu işlemle her OSI katmanında bir üst düzeyden alınan veri işlenir ve ardından kapsüllenerek bir sonraki düzeye gönderilir.Birçok kapsülleme tekniği vardır. Bu işlem bir dizi protokol ile sağlanır. Ancak bütün kapsülleme işlemlerinde veriye dokunulmadan ona ekleme yapılır.
Şekil: Kapsülleme
İş istasyonu
|
veri
|
Sunucu
|
Uygulama U
|
Uygulama U
| |
Sunu U
|
Sunu U
| |
Oturum SU
|
Oturum SU
| |
Gönderme OSU
|
Gönderme OSU
| |
Network GOSU
|
Network GOSU
| |
Veri hattı NGOSU
|
Veri hattı NGOSU
| |
Fiziksel VNGOSU
|
Fiziksel VNGOSU
| |
Ethernet network’ünde kapsüllenen veri paket olarak hareket eder.
Bir paketin genel olarak formatı: .
Network başlığı
|
Veri
|
Network izleyeni
|
F. Network Katmanı
Network katmanının ana görevi yönlendirme (routing) dir. Yönlendirme işlemi paketlerin yerel network dışında diğer network’lere gönderilmesini sağlar.Network katmanında iki istasyon arasında en ekonomik yoldan verinin iletimi kontrol edilir. Bu katman sayesinde verinin router’lar aracılığıyla yönlendirilmesi sağlanır.
Network aşamasında mesajlar adreslenir ayrıca mantıksal adresler fiziksel adreslere çevirilir. Bu aşamada network trafiği, routing gibi işlemler de yapılır.
G. Transport (Taşıma) Katmanı
Transport katmanının görevi network katmanında yapılmayan işlemleri tamamlamaktır. Transport katmanı network’ün servis kalitesini (QoS) artırır.Transport katmanı bağlantılı ve bağlantısız protokolleri bir arada kullanır.
"Quality of Service", bir network servisinin kalitesinin ölçümü için belli kriterleri kullanılır:
- İletişimin maliyeti
- İletişim için sağlanan bant genişliği
- Network katmanında oluşan hataların giderilmesi
- Kayıp paketlerin kurtarılması
- Sırası bozulan paketlerin yeniden düzenlenmesi
H. Session (Oturum) Katmanı
Oturum katmanında iki nokta arasında iletişim bağlantısı kurulur, başlatılır ve sona erdirilir. Oturum Katmanı uygulamalar arasındaki oturumu temsil eder. Oturum katmanı sunum katmanına yollanacak veriler arasından diyalog kurar.Oturum katmanında iki bilgisayardaki uygulama arasındaki bağlantının yapılması, kullanılması ve bitilmesi işlemleri yapılır.
I. Presentation (Sunuş) Katmanı
Sunu katmanında verinin çevrilmesi işlemi yapılır. Sunum KatmanıUygulama katmanına verileri yollar. Bu katmanda verinin yapısı, biçimi ile ilgili düzenlemeler yapılır.Sunu katmanında verinin formatı belirlenir. Ayrıca verinin şifrelenmesi ve açılması da bu katmanda yapılır. Yine bu katmanda verinin sıkıştırılması işlemi yapılır.
J. Application (Uygulama) Katmanı
Bilgisayar uygulaması ile network arasında gerçek bir arabirim sağlar. Bu katman kullanıcıya en yakın olandır. Sadece bu katman diğer katmanlara servis sağlamaz.
Uygulama katmanında ise uygulamaların network üzerinde çalışması sağlanır.
Uygulama katmanı netwrok servisini kullanacak olan programdır. Bu katman kullanıcının gereksinimlerin karşılar. Örneğin veritabanı uygulaması ya da e-mail uygulaması.
Uygulama katmanı netwrok servisini kullanacak olan programdır. Bu katman kullanıcının gereksinimlerin karşılar. Örneğin veritabanı uygulaması ya da e-mail uygulaması.
II. Gözden Geçirme
1. OSI modelini ve katmanlarını açıklayın?2. Hangi katmanda veri sıkıştırılması yapılır?
3. İki bilgisayar arasındaki iletişim gerçekleştirmek için katmanların işlevi nelerdir?
4. Katmanlar arasındaki iletişimi ve yönünü tartışın?
III. Sorular
1. At which layer that routers operate?Yanıt: Network layer.
2. At which layer that bridges operate?
Yanıt: Data link layer.
3. At which layer Ethernet operate?
Yanıt: Ethernet operates at physical and data link layers
Yorum Gönder