7 layers osi model
Wat is OSI-model: een complete gids voor de 7 lagen van het OSI-model
In deze Gratis trainingen voor netwerken , hebben we er alles over onderzocht Basisprincipes van computernetwerken in detail.
OSI Reference Model staat voor Referentiemodel voor open systeeminterconnectie die wordt gebruikt voor communicatie in verschillende netwerken.
De ISO (International Organization for Standardization) heeft dit referentiemodel ontwikkeld voor communicatie die wereldwijd gevolgd moet worden op een bepaalde set van een platform.
Wat je leert:
Wat is het OSI-model?
Referentiemodel Open System Interconnection (OSI) bestaat uit zeven lagen of zeven stappen die het algehele communicatiesysteem afronden.
In deze tutorial gaan we dieper in op de functionaliteit van elke laag.
Als softwaretester is het belangrijk om dit OSI-model te begrijpen, aangezien elk van de softwaretoepassingen werkt op basis van een van de lagen in dit model. Terwijl we diep in deze tutorial duiken, zullen we onderzoeken welke laag het is.
Architectuur van het OSI-referentiemodel
Relatie tussen elke laag
Laten we eens kijken hoe elke laag in het OSI-referentiemodel met elkaar communiceert met behulp van het onderstaande diagram.
Hieronder staat de uitbreiding van elke protocoleenheid die tussen de lagen wordt uitgewisseld:
- APDU - Gegevenseenheid voor toepassingsprotocol.
- PPDU - Presentatieprotocol data-unit.
- SPDU - Sessieprotocol-gegevenseenheid.
- TPDU - Transportprotocol data-eenheid (segment).
- Pakket - Netwerklaag host-routerprotocol.
- Kader - Datalinklaag host-routerprotocol.
- Bits - Host-routerprotocol op fysieke laag.
Rollen en protocollen die op elke laag worden gebruikt
Kenmerken van het OSI-model
De verschillende kenmerken van het OSI-model worden hieronder opgesomd:
- Eenvoudig de communicatie over brede netwerken te begrijpen via de OSI Reference Model-architectuur.
- Helpt de details te kennen, zodat we een beter begrip kunnen krijgen van de software en hardware die samenwerken.
- Het oplossen van fouten is eenvoudiger omdat het netwerk is verdeeld over zeven lagen. Elke laag heeft zijn eigen functionaliteit, waardoor de diagnose van het probleem eenvoudig is en er minder tijd in beslag wordt genomen.
- Generatie voor generatie begrijpen van nieuwe technologieën wordt gemakkelijker en aanpasbaar met behulp van het OSI-model.
7 lagen van het OSI-model
Voordat we de details over de functies van alle 7 lagen gaan onderzoeken, is het probleem waarmee beginners doorgaans worden geconfronteerd: Hoe onthoud je de hiërarchie van de zeven OSI-referentielagen in volgorde?
Hier is de oplossing die ik persoonlijk gebruik om het te onthouden.
Probeer het te onthouden als A- PSTN- DP
Beginnend van boven naar beneden A-PSTN-DP staat voor Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Dit zijn de 7 lagen van het OSI-model:
# 1) Laag 1 - Fysieke laag
- De fysieke laag is de eerste en onderste laag van het OSI-referentiemodel. Het verzorgt voornamelijk de bitstream-transmissie.
- Het kenmerkt ook het mediatype, het connectortype en het signaaltype dat voor communicatie moet worden gebruikt. In feite worden de ruwe data in de vorm van bits, d.w.z. nullen en enen, omgezet in signalen en uitgewisseld over deze laag. Data-inkapseling gebeurt ook op deze laag. Het zenderuiteinde en het ontvangende uiteinde moeten gesynchroniseerd zijn en de transmissiesnelheid in de vorm van bits per seconde wordt ook op deze laag bepaald.
- Het biedt een transmissie-interface tussen de apparaten en de transmissiemedia en het type topologie dat moet worden gebruikt voor netwerken, samen met het type transmissiemodus dat vereist is voor transmissie, wordt ook op dit niveau gedefinieerd.
- Gewoonlijk worden ster-, bus- of ringtopologieën gebruikt voor netwerken en de gebruikte modi zijn half-duplex, full-duplex of enkelzijdig.
- Voorbeelden van laag 1-apparaten zijn onder meer hubs, repeaters en Ethernet-kabelconnectoren. Dit zijn de basisapparaten die op de fysieke laag worden gebruikt om gegevens te verzenden via een bepaald fysiek medium dat geschikt is volgens de netwerkbehoefte.
# 2) Laag 2 - Datalinklaag
- Datalinklaag is de tweede laag vanaf de onderkant van het OSI-referentiemodel. De belangrijkste functie van de datalinklaag is om foutdetectie uit te voeren en de databits in frames te combineren. Het combineert de onbewerkte gegevens in bytes en bytes in frames en verzendt het datapakket naar de netwerklaag van de gewenste bestemmingshost. Aan het bestemmingsuiteinde ontvangt de datalinklaag het signaal, decodeert het in frames en levert het aan de hardware.
- Mac adres: De datalinklaag houdt toezicht op het fysieke adresseringssysteem dat het MAC-adres voor de netwerken wordt genoemd en zorgt voor de toegang van de diverse netwerkcomponenten tot het fysieke medium.
- Een media access control-adres is een uniek apparaatadres en elk apparaat of onderdeel in een netwerk heeft een MAC-adres op basis waarvan we een apparaat van het netwerk uniek kunnen identificeren. Het is een uniek adres van 12 cijfers.
- Voorbeeld van het MAC-adres is 3C-95-09-9C-21-G1 (met 6 octetten, waarbij de eerste 3 de OUI vertegenwoordigen, de volgende drie de NIC). Het kan ook bekend staan als het fysieke adres. De structuur van een MAC-adres wordt bepaald door de IEEE-organisatie, aangezien het wereldwijd door alle bedrijven wordt geaccepteerd.
De structuur van het MAC-adres dat de verschillende velden en bitlengte vertegenwoordigt, is hieronder te zien.
- Fout detectie: Alleen foutdetectie wordt gedaan op deze laag, geen foutcorrectie. Foutcorrectie vindt plaats op de transportlaag.
- Soms komen gegevenssignalen enkele ongewenste signalen tegen die bekend staan als foutbits. Om de fouten te overwinnen, voert deze laag foutdetectie uit. Cyclische redundantiecontrole (CRC) en checksum zijn enkele efficiënte methoden om fouten te controleren. We zullen deze bespreken in de transportlaagfuncties.
- Flow control en meervoudige toegang: Gegevens die in de vorm van een frame tussen de zender en een ontvanger via een transmissiemedium op deze laag worden verzonden, moeten in hetzelfde tempo worden verzonden en ontvangen. Wanneer een frame met een hogere snelheid over een medium wordt verzonden dan de werksnelheid van de ontvanger, gaan de gegevens die op het ontvangende knooppunt moeten worden ontvangen, verloren vanwege een niet-overeenkomende snelheid.
- Om dit soort problemen op te lossen, voert de laag een stroomregelmechanisme uit.
Er zijn twee soorten stroomregelprocessen:
Stop en wacht op stroomregeling: In dit mechanisme duwt het de afzender, nadat de gegevens zijn verzonden, om te stoppen en te wachten aan de kant van de ontvanger om de bevestiging te krijgen van het frame dat aan de kant van de ontvanger is ontvangen. Het tweede dataframe wordt pas over het medium verzonden nadat de eerste bevestiging is ontvangen, en het proces zal doorgaan
Schuifraam: In dit proces bepalen zowel de verzender als de ontvanger het aantal frames waarna de bevestiging moet worden uitgewisseld. Dit proces is tijdbesparend omdat er minder middelen worden gebruikt in het stroomcontroleproces.
- Deze laag biedt ook toegang tot meerdere apparaten om via dezelfde media te verzenden zonder botsing door gebruik te maken van CSMA / CD (carrier sense multiple access / collision detection) protocollen.
- Synchronisatie: Beide apparaten waartussen gegevens worden gedeeld, moeten aan beide uiteinden met elkaar zijn gesynchroniseerd, zodat de gegevensoverdracht soepel kan verlopen.
- Layer-2-schakelaars: Layer-2-switches zijn de apparaten die de gegevens naar de volgende laag doorsturen op basis van het fysieke adres (MAC-adres) van de machine. Ten eerste verzamelt het het MAC-adres van het apparaat op de poort waarop het frame moet worden ontvangen en leert later de bestemming van het MAC-adres uit de adrestabel en stuurt het frame door naar de bestemming van de volgende laag. Als het bestemmingshostadres niet is gespecificeerd, verzendt het eenvoudig het dataframe naar alle poorten behalve degene waarvan het het adres van de bron heeft geleerd.
- Bruggen: Bridges is het apparaat met twee poorten dat werkt op de datalinklaag en wordt gebruikt om twee LAN-netwerken met elkaar te verbinden. Bovendien gedraagt het zich als een repeater met als extra functie het filteren van de ongewenste gegevens door het MAC-adres te leren en het verder door te sturen naar het bestemmingsknooppunt. Het wordt gebruikt voor de connectiviteit van netwerken die op hetzelfde protocol werken.
# 3) Laag 3 - Netwerklaag
De netwerklaag is de derde laag van onderen. Deze laag is verantwoordelijk voor het routeren van datapakketten van de bron naar de bestemmingshost tussen de inter- en intra-netwerken die werken op dezelfde of verschillende protocollen.
Afgezien van de technische details, als we proberen te begrijpen wat het werkelijk doet?
Het antwoord is heel eenvoudig dat het de gemakkelijke, kortste en tijdbesparende uitweg vindt tussen de zender en de ontvanger om gegevens uit te wisselen met behulp van routeringsprotocollen, schakelen, foutdetectie en adresseringstechnieken.
- Het voert de bovenstaande taak uit door gebruik te maken van een logisch netwerkadresserings- en subnetontwerp van het netwerk. Ongeacht de twee verschillende netwerken die op hetzelfde of een ander protocol of verschillende topologieën werken, de functie van deze laag is om de pakketten van de bron naar de bestemming te routeren door de logische IP-adressering en routers voor communicatie te gebruiken.
- IP-adressering: Het IP-adres is een logisch netwerkadres en is een 32-bits nummer dat wereldwijd uniek is voor elke netwerkhost. Het bestaat hoofdzakelijk uit twee delen, namelijk netwerkadres en hostadres. Het wordt over het algemeen aangegeven in een decimaal formaat met stippellijnen, met vier getallen die door punten worden gedeeld. Bijvoorbeeld, de decimale weergave met punten van het IP-adres is 192.168.1.1, die in binair formaat 11000000.10101000.00000001.00000001 is en erg moeilijk te onthouden is. Dus meestal wordt de eerste gebruikt. Deze sector van acht bits staat bekend als octetten.
- Routers werken op deze laag en worden gebruikt voor communicatie voor inter- en intra network-wide area networks (WAN's). Routers die de datapakketten tussen de netwerken verzenden, weten niet het exacte bestemmingsadres van de bestemmingshost waarvoor het pakket wordt gerouteerd, maar kennen alleen de locatie van het netwerk waartoe ze behoren en gebruiken de informatie die is opgeslagen in de routeringstabel om het pad vast te stellen waarlangs het pakket naar de bestemming moet worden afgeleverd. Nadat het pakket is afgeleverd op het bestemmingsnetwerk, wordt het afgeleverd bij de gewenste host van dat specifieke netwerk.
- Om de bovenstaande reeks procedures uit te voeren, bestaat het IP-adres uit twee delen. Het eerste deel van het IP-adres is het netwerkadres en het laatste deel is het hostadres.
- Voorbeeld: Voor het IP-adres 192.168.1.1. Het netwerkadres is 192.168.1.0 en het hostadres is 0.0.0.1.
Subnetmasker: Het netwerkadres en het hostadres dat is gedefinieerd in het IP-adres is niet alleen efficiënt om te bepalen of de bestemmingshost deel uitmaakt van hetzelfde subnetwerk of externe netwerk. Het subnetmasker is een 32-bits logisch adres dat samen met het IP-adres door de routers wordt gebruikt om de locatie van de bestemmingshost te bepalen om de pakketgegevens te routeren.
Voorbeeld voor gecombineerd gebruik van IP-adres en subnetmasker wordt hieronder weergegeven:
Voor het bovenstaande voorbeeld, door een subnetmasker 255.255.255.0 te gebruiken, leren we dat de netwerk-ID 192.168.1.0 is en het hostadres 0.0.0.64. Wanneer een pakket arriveert van het 192.168.1.0-subnet en het bestemmingsadres 192.168.1.64 heeft, dan zal de pc het van het netwerk ontvangen en het verder verwerken naar het volgende niveau.
het vragen om promotie in beoordelingssteekproef
Dus door gebruik te maken van subnetten, zal de laag-3 ook zorgen voor een internetwerking tussen de twee verschillende subnetten.
De IP-adressering is een verbindingsloze service, dus de laag -3 biedt een verbindingsloze service. De datapakketten worden over het medium verzonden zonder te wachten tot de ontvanger de bevestiging verzendt. Als de datapakketten die groot van formaat zijn, worden ontvangen van het lagere niveau om te verzenden, splitst het deze op in kleine pakketten en stuurt het door.
Aan de ontvangende kant worden ze weer in elkaar gezet tot de oorspronkelijke grootte, waardoor ze ruimtebesparend worden als een medium met minder belasting.
# 4) Laag 4 - Transportlaag
De vierde laag van onderen wordt de transportlaag van het OSI-referentiemodel genoemd.
(ik) Deze laag garandeert een end-to-end foutloze verbinding tussen de twee verschillende hosts of apparaten van netwerken. Dit is de eerste die de gegevens van de bovenste laag, d.w.z. de toepassingslaag, opsplitst en deze vervolgens in kleinere pakketten, de segmenten genaamd, verdeelt en deze naar de netwerklaag distribueert voor verdere levering aan de bestemmingshost.
Het zorgt ervoor dat de gegevens die aan de host-end worden ontvangen, in dezelfde volgorde staan als waarin ze zijn verzonden. Het voorziet in een end-to-end levering van de datasegmenten van zowel inter- als intra-subnetwerken. Voor end-to-end communicatie over de netwerken zijn alle apparaten uitgerust met een Transport Service Access Point (TSAP) en worden ze ook gebrandmerkt als poortnummers.
Een host herkent zijn peer-host op het externe netwerk aan zijn poortnummer.
(ii) De twee transportlaagprotocollen omvatten:
- Transmissiecontroleprotocol (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
TCP is een verbindingsgericht en betrouwbaar protocol. In dit protocol wordt eerst de verbinding tot stand gebracht tussen de twee hosts van het externe uiteinde, pas daarna worden de gegevens voor communicatie over het netwerk verzonden. De ontvanger verzendt altijd een bevestiging van de gegevens die door de afzender zijn ontvangen of niet ontvangen zodra het eerste datapakket is verzonden.
Na ontvangst van de bevestiging van de ontvanger wordt het tweede datapakket over het medium verzonden. Het controleert ook de volgorde waarin de gegevens moeten worden ontvangen, anders worden de gegevens opnieuw verzonden. Deze laag biedt een foutcorrectiemechanisme en stroomregeling. Het ondersteunt ook het client / server-model voor communicatie.
UDP is een verbindingsloos en onbetrouwbaar protocol. Zodra gegevens tussen twee hosts zijn verzonden, verzendt de ontvangende host geen enkele bevestiging van het ontvangen van de datapakketten. Zo blijft de afzender gegevens verzenden zonder op een bevestiging te wachten.
Dit maakt het heel gemakkelijk om alle netwerkvereisten te verwerken, aangezien er geen tijd wordt verspild aan het wachten op bevestiging. De eindhost is elke machine, zoals een computer, telefoon of tablet.
Dit type protocol wordt veel gebruikt bij videostreaming, online games, videogesprekken, voice over IP, waar wanneer sommige datapakketten van video verloren gaan, het niet veel betekenis heeft en kan worden genegeerd omdat het niet veel impact heeft. op de informatie die het bevat en niet veel relevantie heeft.
(iii) Foutdetectie en -controle : Foutcontrole wordt in deze laag geboden vanwege de volgende twee redenen:
Zelfs als er geen fouten worden geïntroduceerd wanneer een segment over een link beweegt, kan het mogelijk zijn dat er fouten worden geïntroduceerd wanneer een segment wordt opgeslagen in het geheugen van de router (voor wachtrijen). De datalinklaag kan in dit scenario geen fout detecteren.
Er is geen garantie dat alle links tussen de bron en de bestemming foutenonderzoek zullen opleveren. Een van de koppelingen kan een koppelingslaagprotocol gebruiken dat niet de gewenste resultaten biedt.
De methoden die worden gebruikt voor foutcontrole en controle zijn CRC (cyclische redundantiecontrole) en checksum.
CRC : Het concept van CRC (Cyclic Redundancy Check) is gebaseerd op de binaire verdeling van de datacomponent, terwijl de rest (CRC) wordt toegevoegd aan de datacomponent en naar de ontvanger wordt gestuurd. De ontvanger deelt de gegevenscomponent door een identieke deler.
Als de rest op nul komt, mag de gegevenscomponent doorgaan om het protocol door te sturen, anders wordt aangenomen dat de gegevenseenheid tijdens de verzending is vervormd en wordt het pakket weggegooid.
Checksum Generator & checker : Bij deze methode gebruikt de afzender het checksum-generatiemechanisme waarin de gegevenscomponent aanvankelijk wordt opgesplitst in gelijke segmenten van n bits. Vervolgens worden alle segmenten bij elkaar opgeteld door 1-complement te gebruiken.
Later vult het opnieuw aan, en nu verandert het in checksum en wordt dan samen met de datacomponent verzonden.
Voorbeeld: Als er 16 bits naar de ontvanger moeten worden gestuurd en bits zijn 10000010 00101011, dan is de checksum die naar de ontvanger wordt verzonden 10000010 00101011 01010000.
Bij ontvangst van de gegevenseenheid verdeelt de ontvanger deze in n segmenten van gelijke grootte. Alle segmenten worden toegevoegd met het complement van 1. Het resultaat wordt nogmaals aangevuld en als het resultaat nul is, worden de gegevens geaccepteerd, anders weggegooid.
Met deze foutdetectie- en controlemethode kan een ontvanger de originele gegevens opnieuw opbouwen wanneer deze tijdens het transport beschadigd worden aangetroffen.
# 5) Laag 5 - Sessielaag
Deze laag stelt de gebruikers van verschillende platforms in staat om onderling een actieve communicatiesessie op te zetten.
De belangrijkste functie van deze laag is om te zorgen voor synchronisatie in de dialoog tussen de twee onderscheidende applicaties. De synchronisatie is nodig voor een efficiënte levering van gegevens zonder verlies aan de ontvangende kant.
Laten we dit begrijpen met behulp van een voorbeeld.
Stel dat een afzender een big data-bestand van meer dan 2000 pagina's verstuurt. Deze laag voegt enkele checkpoints toe tijdens het verzenden van het big data-bestand. Na het verzenden van een kleine reeks van 40 pagina's, zorgt het voor de volgorde en succesvolle bevestiging van gegevens.
Als de verificatie in orde is, zal het deze blijven herhalen tot het einde, anders wordt het opnieuw gesynchroniseerd en opnieuw verzonden.
Dit zal helpen om de gegevens veilig te houden en de hele gegevenshost zal nooit volledig verloren gaan als er een crash optreedt. Ook staat tokenbeheer niet toe dat twee netwerken met zware gegevens en van hetzelfde type tegelijkertijd verzenden.
# 6) Laag 6 - Presentatielaag
Zoals de naam zelf suggereert, presenteert de presentatielaag de gegevens aan zijn eindgebruikers in de vorm waarin ze gemakkelijk kunnen worden begrepen. Daarom zorgt deze laag voor de syntaxis, aangezien de communicatiemodus die wordt gebruikt door de zender en ontvanger kan verschillen.
Het speelt de rol van een vertaler zodat de twee systemen op hetzelfde platform voor communicatie komen en elkaar gemakkelijk zullen begrijpen.
De gegevens in de vorm van tekens en cijfers worden in bits gesplitst voordat ze door de laag worden verzonden. Het vertaalt de gegevens voor netwerken in de vorm waarin ze deze nodig hebben en voor apparaten zoals telefoons, pc, enz. In het formaat waarin ze deze nodig hebben.
De laag voert ook gegevensversleuteling uit aan de kant van de afzender en gegevensontsleuteling aan de kant van de ontvanger.
Het voert ook datacompressie uit voor multimediagegevens voordat ze worden verzonden, aangezien de lengte van multimediagegevens erg groot is en er veel bandbreedte nodig is om ze via media te verzenden.Deze gegevens worden gecomprimeerd tot kleine pakketten en aan het einde van de ontvanger worden verkrijg de oorspronkelijke lengte van de gegevens in zijn eigen indeling.
# 7) Toplaag - Applicatielaag
Dit is de bovenste en zevende laag van het OSI-referentiemodel. Deze laag zal communiceren met de eindgebruikers en gebruikerstoepassingen.
Deze laag geeft een directe interface en toegang tot de gebruikers met het netwerk. De gebruikers hebben direct toegang tot het netwerk op deze laag. Weinig Voorbeelden van de diensten die door deze laag worden geleverd, zijn onder meer e-mail, het delen van gegevensbestanden, FTP GUI-gebaseerde software zoals Netnumen, Filezilla (gebruikt voor het delen van bestanden), Telnet-netwerkapparaten enz.
Er is vaagheid in deze laag, omdat niet alle gebruikersinformatie is en de software in deze laag kan worden geplant.
Bijvoorbeeld , ontwerpsoftware kan niet rechtstreeks op deze laag worden geplaatst, terwijl aan de andere kant, wanneer we een applicatie openen via een webbrowser, deze op deze laag kan worden geplant omdat een webbrowser HTTP (hypertext transfer protocol) gebruikt, wat een toepassingslaag protocol.
Ongeacht de gebruikte software wordt daarom op deze laag rekening gehouden met het protocol dat door de software wordt gebruikt.
Softwaretestprogramma's werken op deze laag omdat de applicatielaag een interface biedt aan de eindgebruikers om de services en het gebruik ervan te testen. Het HTTP-protocol wordt meestal gebruikt voor testen op deze laag, maar FTP, DNS, TELNET kunnen ook worden gebruikt volgens de vereisten van het systeem en het netwerk waarin ze werken.
Gevolgtrekking
In deze tutorial leerden we over de functionaliteiten, rollen, onderlinge verbindingen en relatie tussen elke laag van het OSI-referentiemodel.
verschil tussen agile en waterval testen
De onderste vier lagen (van fysiek naar transport) worden gebruikt voor datatransmissie tussen de netwerken en de bovenste drie lagen (sessie, presentatie en applicatie) zijn voor datatransmissie tussen hosts.
PREV-zelfstudie VOLGENDE zelfstudie
Aanbevolen literatuur
- Wat is Wide Area Network (WAN): Live WAN-netwerkvoorbeelden
- TCP / IP-model met verschillende lagen
- Een complete gids voor firewall: hoe u een veilig netwerksysteem bouwt
- Alles over routers: soorten routers, routeringstabel en IP-routering
- Alles over Layer 2- en Layer 3-switches in een netwerksysteem
- Gids voor subnetmasker (subnetten) en IP-subnetcalculator
- LAN versus WAN versus MAN: exact verschil tussen soorten netwerken
- Zelfstudie voor computernetwerken: de ultieme gids