OSI Modeli Nedir?

OSI modeli, iletişim sistemleri için arabağlantı mimarilerinin tanımlanması için referans bir çerçevedir. İletişim görevleri için işlevsel bir kılavuzdur ve bu nedenle bu tür görevler için bir iletişim standardı belirtmez. Bununla birlikte, birçok standart ve protokol OSI Modelinin yönergelerine uygundur.

OSI Modeli Nedir?

OSI (Open Systems Interconnection – Açık Sistemler Bağlantısı) Nedir?

1960’larda ve 70’lerde birçok ağ teknolojisi oluşturuldu. Her biri belirli bir Donanım tasarımına dayanmaktadır. Bu sistemler tek parça olarak yapılmıştır; monolitik mimari diyebileceğimiz şey. Bu, tasarımcıların sürece dahil olan tüm unsurlarla uğraşmaları gerektiği anlamına gelir.

Bu öğelerin çeşitli bölümleri olan bir iletim zinciri oluşturduğunu varsayabiliriz: fiziksel bağlantı cihazları, iletişimde kullanılan yazılım ve donanım protokolleri, iletişimi gerçekleştiren uygulama programları.

Zinciri monolitik bir bütün olarak gören bu model pratik değildir, çünkü en küçük değişiklik tüm unsurlarını değiştirmeyi içerebilir. Amerikan Savunma Bakanlığı’nın orijinal İnternet tasarımı dört katmanlı bir plan sağladı. 70’lerden kalma olsa da, az çok kullanılmakta olan: Fiziksel veya Network Access Layer (Ağ Erişim Katmanı).

Her durumda kullanılan donanım sistemi hakkında bilgi göndermekten sorumludur. Fiziksel ağın türüne bağlı olarak farklı bir protokol kullanılır. Ağ katmanı ayrıca Internet Layer (Internet Katmanı) olarak da adlandırılır. Verilerin hedef makinesine bir kaynak makine bağlayabilen farklı fiziksel ağlar aracılığıyla verilerin gönderilmesinden sorumludur.

IP gibi iletim protokolleri, bu Aktarım katmanıyla (Host-to-Host Layer/Ana Bilgisayardan Ana Bilgisayara Katmanı) yakından ilişkilidir. Bağlantının kurulmasını ve sonunu kontrol eder; veri akışı kontrolü; kayıp verilerin yeniden iletimi ve iki sistem arasındaki iletimin diğer ayrıntıları. Bu düzeydeki en önemli protokoller TCP ve UDP‘dir (birbirini dışlayan Uygulama Katmanı).

Doğrudan kullanıcı programlarına hizmet eden protokollerden oluşur; Tarayıcı, E-posta, FTP, TELNET, vb. Bilgisayar dünyasında hakim olan genel teoriye yanıt vermek, modüler donanım ve katmanlı yazılım tasarımı, 1978’de ISO organizasyonu (International Standards Organization/Uluslararası Standartlar Örgütü), ağlar için bir iletişim modeli önerdi. Genel olarak OSI modeli olarak bilinen “The reference model of Open Systems Interconnection/Açık Sistemler Bağlantısının Referans Modeli” adını verdiler.

Felsefesi, iletim zincirinin işlevselliğini, bitişik olanlarla arabirimi standartlaştırılan çeşitli modüllere ayrıştırmaya dayanmaktadır. Bu tasarım felsefesinin iki avantajı vardır: bir modülün değiştirilmesi tüm zinciri etkilemez. Ayrıca, sınırlar ve arayüzlerin mükemmel bir şekilde tanımlandığı göz önüne alındığında, çeşitli ürünler ve donanım/yazılım üreticileri arasında bazı birlikte çalışabilirlik olabilir. Bu, örneğin, iki farklı iletişim yazılımının aynı fiziksel iletişim araçlarını kullanabileceği anlamına gelir.

Ana Bileşenler

OSI modelinin iki ana bileşeni vardır:

1. Temel Referans Modeli veya Sunucu katmanı adı verilen bir ağ modeli.
2. Bir dizi özel protokol.

Ağ modelinin, İnternet modelinden esinlenmesine rağmen, bundan daha fazla benzerliği yoktur. Yedi katmanlı bir modele dayanırken, ilkel İnternet 4’e dayanıyordu. Şu anda, tüm gelişmeler aşağıdaki 7 seviyeli modele dayanmaktadır:

  • Physical / Fiziksel
  • Link / Bağlantı
  • Network / Ağ
  • Transport / Ulaşım
  • Session / Oturum
  • Presentation / Sunum
  • Application / Uygulama

Her seviye belirli bir işlevi yerine getirir ve toplam iletişimin başka bir yönü olmaksızın, bilinen arayüzlerle bitişik olanlardan ayrılır. Ağlarla ilgili tüm kitapların kesinlikle bahsettiği bu modelin, yalnızca fiziksel realitenin (az ya da çok) uyarlandığı kavramsal bir soyutlama olduğunu unutmayın. Ancak, bu bakış açısını uygulamanın sonuçları çok faydalıdır. Temel kavram, adresi ve bilgileri bir harfe koymamızı sağlayan kavramla aynıdır.

Mektup, herkesin kendisinden önce gelen veya olacak olanlar hakkında endişelenmesine gerek kalmadan posta hizmetindeki bir dizi işlemi takip ediyor. Son olarak, mektup, yalnızca okuması gereken posta kutusunda alıcıya teslim edilir. Genel olarak, ağlarda kullanılan cihazlar çalışmalarını bu seviyelerden bir veya daha fazlasıyla sınırlar. Örneğin, sinyali tüm bağlantı noktalarından yükselten ve yeniden ileten bir Hub yalnızca katman 1’de çalışır, bu arada katman (1 ve 2) üzerinde bir Switch (Anahtar) çalışır; bir Router (Yönlendirici) katman 1, 2 ve 3 üzerinde çalışır. Son olarak, bir kullanıcı iş istasyonu genellikle katman 5, 6 ve 7’yi işler.

Yazılım ile ilgili olarak, her katmanın bitişik katmanlarla iletişim kurmak için belirli bir protokol kullandığına ve paket başlığına bazı ek bilgiler Protocol Header (Protokol Başlığı) eklediğine dikkat edilmelidir.

Katmanları

Bu modeli oluşturan çeşitli katmanların şematik açıklaması aşağıdaki gibidir:

   Physical Layer (Fiziksel Katman)

Bilgi bitlerini iletim için kullanılan hat veya ortam üzerinden iletmekten sorumludur. Çeşitli bileşenlerin fiziksel özellikleri ve elektriksel özellikleri ile ilgilenir; iletim hızı ile, eğer tek yönlü veya çift yönlü ise (tek yönlü, çift yönlü veya tam çift yönlü). Ayrıca elektrik sinyallerinin yorumlanması da dahil olmak üzere bağlantıların ve terminallerin mekanik yönleri ile bu katmanın görevlerinin bir özeti olarak, bir ikili bilgi paketinin Frame (Çerçeve) iletimde kullanılan fiziksel ortama uygun art arda darbeye dönüştürülmesinden sorumlu olduğunu söyleyebiliriz.

Bu darbeler elektrik olabilir (kablo iletimi); elektromanyetik (Kablosuz iletim) veya ışıklı (optik iletim). Alım modunda çalışırken, çalışma tersine döner; Bu darbeleri bağlantı katmanına iletilecek ikili veri paketlerine dönüştürmekten sorumludur. Örneğin, bu seviye koaksiyel Ethernet kablosunun ve kullanılan BNC konektörlerinin ölçümlerini tanımlar. Bu katmanla ilgili standartların bir başka örneği seri iletişim için RS-232 (H2.5.1) ve X.21’dir.

   Link Layer (Bağlantı Katmanı)

Bu katmanın mesajları fiziksel katmandan ağ katmanına aktardığı söylenebilir. Verilerin belirli bir ortamda iletildiğinde nasıl organize edileceğini belirtir. Bu katman, Ethernet paketlerinin çerçevelerini, adresleri ve sağlama toplamlarını (“Checksum”) tanımlar.

Yerel adreslemeye ek olarak, fiziksel katmanda meydana gelen hataların tespiti ve kontrolü, bu katmana erişimin kontrolü ve veri bütünlüğü ve iletim güvenilirliği ile ilgilenir.

Bunun için, bloklar halinde iletilecek bilgileri gruplandırır ve her birine, alıcının bütünlüğünü kontrol etmesini sağlayacak bir sağlama toplamı içerir. Alınan datagramlar alıcı tarafından doğrulanır. Herhangi bir datagram bozulmuşsa, gönderene iletilmesini isteyen bir kontrol mesajı gönderilir. PPP protokolü bu katmanın bir örneğidir.

Bağlantı katmanı iki alt katmana bölünebilir:

1. Logical Link Control – LLC (Mantıksal Bağlantı Kontrolü): Verilerin üst katmanlara servis sağlayarak fiziksel ortam üzerinden aktarılma şeklini tanımlar.
2. Medium Access Control (Orta Erişim Kontrolü): Bu alt katman, temel donanım (ağ bağdaştırıcısı) için denetleyici görevi görür. Aslında, ağ kartı sürücüsü bazen “MAC sürücüsü” olarak adlandırılır ve kart donanımında bulunan fiziksel adres MAC adresi (“MAC adresi” H12.4) olarak bilinir.

Ana görevi (ona erişim kontrolü adını verir), birkaç takımın aynı ulaşım araçlarının kullanımı için aynı anda rekabet edebilmesini kolaylaştırmak için fiziksel araçların kullanımını tahkim etmektir.

Ethernet‘te (H12.4) kullanılan CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) mekanizmaları bu alt katmanın tipik bir örneğidir.

IEEE 802.11 Standardı

IEEE 802.11 standardı, WLAN’da çalışma kurallarını belirterek OSI mimarisinin iki alt düzeyinin (fiziksel ve veri bağlantı katmanları) kullanımını tanımlar. 802.x şubesinin protokolleri, yerel alan ağlarının ve büyükşehir alan ağlarının teknolojisini tanımlar.

802.11i, kablosuz ağlarda güvenlik konusunu ele almak için 24 Haziran 2004’te onaylanmıştır. WPE gibi TKIP şifreleme algoritmasına dayanır, ancak daha güvenli olan AES’i (Advanced Encryption Standard/Gelişmiş Şifreleme Standardı) da destekler.

   Network Layer (Ağ Katmanı)

Bu katman, internet gibi büyük ağlarda karmaşık olabilen bir görev olan datagramların (paketlerin) iletilmesi ve her birinin uygun rotaya yönlendirilmesi ile ilgilenir, ancak paket hataları veya kayıplarıyla hiç ilgilenmez, örneğin, İnternet adresini ve güzergah yapısını tanımlar.

Bu düzeyde veri paketleri ve rota güncelleme paketleri olmak üzere iki tür paket kullanılır. Sonuç olarak, bu katman ikiye bölünmüş olarak kabul edilebilir:

  1. Transport/Ulaşım: İletilecek verilerin (kullanıcı) kapsüllenmesinden sorumludur. IP protokolü (Internet Protokolü) ile veri paketleri kullanır.
  2. Switching/Geçiş: Bu bölüm belirli ağ bağlantı bilgilerinin paylaşılmasından sorumludur (etkinliği nadiren kullanıcı tarafından algılanır).

Yönlendiriciler, bu düzeyde çalışan ve bu rota güncelleme paketlerinden yararlanan cihazlardır. Bu kategori, iletim hataları meydana geldiğinde mesaj üretmekten ve PING kullanılarak doğrulanabilen özel bir eko modundan sorumlu ICMP‘yi (“İnternet Kontrol Mesaj Protokolü”) içerir.

Bu katmandaki en sık kullanılan protokollerden ikisi X.25 ve IP‘dir.

   Transport Layer (Taşıma Katmanı)

Bu katman, hizmetin güvenilirliğini sağlamakla ilgilenir, veri sunumunun kalitesini ve niteliğini tanımlar. Bu katman, rotayı sağlamak için yeniden iletimin ne zaman ve nasıl kullanılması gerektiğini tanımlar. Bunu yapmak için, oturum katmanından alınan mesajı parçalara (datagramlar) böler, sıralı olarak numaralandırır ve göndermek için ağ katmanına iletir.

Alım sırasında, ağ katmanı IP protokolünü kullanıyorsa, alınan katmanları sırayla yeniden sıralamaktan Aktarım katmanı sorumludur. Ayrıca çeşitli veri bağlantıları arasında bir aktarım bağlantısını çoğaltarak da ters yönde çalışabilir. Bu, çeşitli uygulamalardaki verilerin ağ katmanıyla aynı akışı paylaşmasına olanak tanır.

Bu katmanda kullanılan bir protokole tipik bir örnek, UDP (Universal Datagram Protocol) bazı uygulama programları tarafından internette de kullanılan bir aktarım katmanıdır.

   Session Layer (Oturum Katmanı)

Diyalog kontrolü ve senkronizasyonu sunan taşıma katmanının bir uzantısıdır, ancak gerçekte birkaç uygulama bunu kullanmaktadır. Örneğin, İnternet iletişimi bunu kullanmaz. Not: Bazı yazarlar, oturum katmanının, pratikte bir faydası olmayan bir model olarak belirtmektedir.

   Presentation Layer (Sunum Katmanı)

Bu katman, iletişim için semantik yönleri ele alır (iletilecek verinin sözdizimini tanımlar), veriler için farklı dahili gösterimler kullanan makinelerin iletişim kurabilmesi için gerekli düzenlemeleri oluşturur. kayan nokta sayılarının farklı matematiksel formatlar kullanılarak bilgisayarlar arasında nasıl aktarılabileceğini açıklar.

Bu katman, kripto uygulamalarını uygulamak için iyi bir adaydır. Teorik olarak, bu katman, verileri uygulama katmanına “sunar”, alınan verileri alır ve metin, görüntü ve ses gibi formatlara dönüştürür.

Teoride, istemci ve sunucu kullanılacak formatı müzakere etmelidir ve bu fonksiyon ve verilerin karşılık gelen formatlaması bu katmanın nesnesi olacaktır. Bununla birlikte, 1970’lerde, ağ çalışmalarının çoğunun “aptal” terminaller kullanan büyük bilgisayarlara veri girme ve çıktı verme ile ilgili olduğu bir anlam ifade ediyordu.

Şu anda manzara değişti; veri biçimi için yalnızca bir seçenek vardır, ancak OSI protokolü bir kodlama şeması üzerinde anlaşmaya devam eder. İnternette, bu katmanı kullanan tek hizmet, uzak terminallerden sunuculara erişmek için bir hizmet olan TELNET‘tir. Bu durumda, sunum katmanı, terminalin belirli özelliklere sahip bir sunucuya bağlanacak şekilde yapılandırılmasından sorumludur.

   Application Layer (Uygulama Katmanı)

Bu katman, uygulama programlarının işlerini nasıl yaptığını açıklar. Örneğin, bu katman işlemi sistem dosyalarıyla uygular. Bir yandan sunum katmanıyla etkileşime girerler; öte yandan, kullanıcı ile olan ara yüzü temsil eder, bilgiyi iletir ve iletişimi yönlendiren komutları alır. Bu katmandaki programlar tarafından kullanılan protokoller; HTTP, SMTP, POP, IMAP, Modbus İletişim Protokolü‘dür.

Ağ Katmanının OSI modelinde Çalışması

Ağ katmanı, coğrafi olarak farklı ağlarda bulunabilen makineler arasındaki bağlantı ve iletişim için en iyi yolun seçilmesini sağlayan karmaşık bir katman olan hizmetlerini taşıma katmanına sağlar.

Kaynak ve hedef arasında veri alışverişi için gerekli prosedürleri sağlayan bilgi anahtarlama ve yönlendirme işlevlerinden (mantıksal adresleme) sorumludur, bu nedenle en uygun rotayı belirlemek için ağın topolojisini bilmesi gerekir.

Ana fonksiyonları:

  • Aktarım katmanının (bölümlerinin) iletilerini, iletişim kuran bilgisayarların mantıksal adreslerini atadığı, paket adı verilen daha karmaşık birimlere böler.
  • Ağ topolojisini bilir ve kaynak makinenin ve hedef makinenin farklı ağlarda olduğu durumu ele alır. Paket adreslerine göre ağ üzerinden bilgiyi yönlendirir ve ara cihazlar (yönlendiriciler) aracılığıyla anahtarlama ve yönlendirme yöntemlerini belirler.
  • Bir sanal devre veya datagram kullanarak düğümden düğüme paketler gönderir. Paketleri hedef bilgisayara monte eder. Bu katman, yönlendiricilerin, veri paketlerinin kaynaktan hedefe yönlendirilmesinden veya sorumlu cihazların, aralarında mümkün olan en iyi yol boyunca çalıştığı yerdir.

IP’nin OSI Modeli İçinde Çalışması

IP protokolü internetin temel dayanağıdır. Verilerin kaynaktan hedefe gönderilmesini mümkün kılar. Aktarım seviyesi veri akışını datagramlara böler. İletimi sırasında, bir datagram tekrar parçalara bölünebilir.

IP paketleri:

  • 4. Sürüm > Güncellemelere izin ver.
  • IHL > 32 bit sözcüklerle başlığın uzunluğu. Maksimum değer 15 veya 60 bayttır.
  • Servis Tipi > Veri iletiminin ve hızının güvenilir olup olmadığını belirler.
  • Toplam Uzunluk > En fazla 65.535 bayta kadar. Bir parçanın hangi datagrama ait olduğunu belirlemek için.
  • DF (Parçalanma) > Hedef datagramı tekrar bağlayamaz.
  • MF (Daha Fazla Parça) > Son parçada belirlenmemiştir.
  • Parçanın Yer Değiştirmesi > Bu parçanın datagramın hangi kısmına ait olduğudur. Temel parçanın boyutu 8 bayttır. Yaşam süresi her atlamada azalır.
  • Protokol > Datagramın dayandığı taşıma protokolüdür. Seçenekler arasında katı yönlendirme (tam yol belirtilir), gevşek yönlendirme (rotada yalnızca birkaç yönlendirici belirtilir) ve yol kaydı bulunur.

Verilerin ağ üzerinden iletildiği teknik işlem iki ayrı, sistematik adıma ayrılabilir. Her adımda, başka bir adımda gerçekleştirilemeyen belirli eylemler gerçekleştirilir. Her adım kendi kural ve prosedürlerini veya protokolünü içerir. Protokol adımları uygun bir sırayla gerçekleştirilmeli ve ağdaki bilgisayarların her birinde aynı olmalıdır. Kaynak bilgisayarda, bu adımlar yukarıdan aşağıya doğru gerçekleştirilmelidir.

Hedef bilgisayarda, bu adımlar aşağıdan yukarıya doğru gerçekleştirilmelidir.

Kaynak bilgisayardaki protokoller:

  1. Paket adı verilen daha küçük bölümlere ayrılırlar.
  2. Hedef bilgisayarın verilerin kendisine ait olup olmadığını belirleyebilmesi için paketlere IP adresi hakkındaki bilgiler eklenir.
  3. Verileri NIC üzerinden iletecek şekilde hazırlar ve ağ kablosuyla gönderir.

Hedef bilgisayar: Hedef bilgisayardaki protokoller aynı adım dizisinden oluşur, ancak tam tersidir.

  1. Veri paketlerini kablodan alır ve NIC aracılığıyla bilgisayara yerleştirir.
  2. Kaynak cihaz tarafından eklenen bilgileri ortadan kaldırarak, iletilen tüm bilgileri veri paketlerinden çıkarır.
  3. Yeniden düzenlemek ve uygulamaya göndermek için paket verilerini arabelleğe kopyalar. Kaynak ve hedef ekiplerin her adımı aynı şekilde gerçekleştirmeleri gerekir, böylece veriler gönderilirken alındıklarında aynı yapıya sahip olurlar.

OSI Modelinde TCP/IP Paketlerinin İşlenmesi

TCP/IP gibi protokoller, bilgisayarların İnternet gibi ağlar üzerinden birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu belirler. Bu protokoller birlikte çalışır ve genellikle protokol yığını olarak bilinen şeyde üst üste yerleştirilir. Her protokol yığını, gönderen ve alan bilgisayarlarda özel bir amaç gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır.

TCP yığını, uygulama, sunum ve oturum yığınlarını uygulama yığını olarak da adlandırılan bir yığın halinde birleştirir. Bu süreçte, veri iletmek için gerçekleşen ambalajın özellikleri verilmiştir: TCP uygulama yığını gönderilen verileri biçimlendirir, böylece alt yığın, taşıma yığını gönderilebilir. TCP uygulama yığını, en üstteki üç OSI yığını tarafından gerçekleştirilen eşdeğer işlemleri gerçekleştirir: uygulamalar, sunumlar ve oturumlar.

Bir sonraki yığın, veri aktarımından sorumlu olan ve gönderilen ve alınan verilerin aslında aynı olduğunu, başka bir deyişle verilerin gönderilmesi sırasında hiçbir hata oluşmamasını sağlayan taşıma yığınıdır. TCP, uygulama yığınından aldığı verileri parçalara ayırır. Veriler yoldayken değiştirilmediğinden ve segmentlerin orijinal formlarıyla doğru bir şekilde birleştirilebildiğinden emin olmak için veriler alındığında kullanılacak bilgileri içeren bir başlık ekler.

Üçüncü yığın, verileri IP datagramlarına girip tam İnternet adresini belirleyerek teslim için hazırlar. IP protokolü, ağ yığını olarak da adlandırılan Internet yığınında çalışır. Her segmente bir başlık içeren bir IP kabı yerleştirir. IP başlığı, gönderen ve alan bilgisayarların IP adresi, datagramın uzunluğu ve sırasının sırası gibi bilgileri içerir. Sıralı sıralama eklenir, çünkü datagram ağ paketleri için izin verilen boyutu muhtemelen aşabilir ve bu nedenle daha küçük paketlere bölünmesi gerekir. Sıralı siparişin dahil edilmesi, bunların uygun şekilde yeniden birleştirilmelerini sağlayacaktır.

Ana Referans

Bir iletişim sisteminin en acil ihtiyaçlarından biri, yalnızca aynı üreticinin ekipmanı olmadan ve aynı teknolojiyi kullanarak birbirleriyle iletişim kurabilen standartların oluşturulmasıdır. Elektronik ekipman arasındaki bağlantı kademeli olarak standardize edildi, OSI Modeli ağ iletişimi için ana referanstır.

Diğer modeller olmasına rağmen, günümüzde çoğu ağ üreticisi ürünlerini özellikle OSI modeliyle, özellikle kullanıcılara ürünlerini nasıl kullanacaklarını öğretmek istediklerinde ilişkilendirmektedir. Üreticiler, bir ağ üzerinden nasıl veri gönderileceğini ve alınacağını öğretmek için mevcut en iyi araç olduğunu düşünmektedir.

OSI referans modeli, kullanıcıların her katmanda oluşan ağ işlevlerini görmesini sağlar. Kullanıcılar için anlaşılabilir bir modeldir. Ayrıca, çalışma IP’yi hem sürüm 4 hem de yeni sürümü IP sürüm 6’da tanımladı ve açıkladı.

Yeni sürüm oluşturma ihtiyacının bir önceki IP adreslerinin tükenmesine dayandığı için OSI modeli açıklandı ve 3. katman üzerine vurgu yapıldı. Çünkü İnternet protokolü bu katmanda çalışıyor. Aynı zamanda, bu katmanda iletişim kurulur ve verinin alacağı yol belirlenir.

Nasıl Çalışır?

OSI’nin temel çalışma prensibi, karşı taraftaki cihazla iletişim kurması için karşılıklı yığın düzeylerini karşılaştırır. Örneğin, uygulamaya bir veri göndermesi amaçlandığında, gönderen cihaz hedefteki uygulama yığınını gözlemler ve onunla iletişim kurar.

Bu iletişimde, Ethernet veya Token Ring gibi ağ yapısına bakılmaksızın dikkate alınmadan gerçekleşir. TCP, OSI modelinin uygulama, sunum ve oturum alanlarını uygulama yığını olarak adlandırılan modelde birleştirir.

   İlgili Yazılar


WAN Nedir?
Cisco Systems
MAN Nedir?
LAN Nedir?
VoIP Nedir?

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

error: