7 layers osi model
Hvad er OSI-model: En komplet guide til OSI-modellens 7 lag
I denne Gratis netværkstræningsserie , vi udforskede alt om Grundlæggende om computernetværk i detaljer.
OSI Reference Model står for Referencemodel for åbent system samtrafik som bruges til kommunikation i forskellige netværk.
ISO (International organisation for standardisering) har udviklet denne referencemodel til kommunikation, der skal følges over hele verden på et givet sæt af en platform.
Hvad du lærer:
Hvad er OSI-model?
Open system interconnection (OSI) referencemodel består af syv lag eller syv trin, der afslutter det samlede kommunikationssystem.
I denne vejledning vil vi se nærmere på funktionerne i hvert lag.
Som softwaretester er det vigtigt at forstå denne OSI-model, da hver af softwareapplikationerne fungerer baseret på et af lagene i denne model. Når vi dykker dybt ned i denne vejledning, undersøger vi, hvilket lag det er.
Arkitektur af OSI-referencemodellen
Forholdet mellem hvert lag
Lad os se, hvordan hvert lag i OSI-referencemodellen kommunikerer med hinanden ved hjælp af nedenstående diagram.
Nedenfor vises udvidelsen af hver protokolenhed, der udveksles mellem lagene:
- APDU - Applikationsprotokol dataenhed.
- PPDU - Præsentationsprotokol dataenhed.
- SPDU - Sessionsprotokol dataenhed.
- TPDU - Transportprotokol dataenhed (segment).
- Pakke - Netværkslag vært-router-protokol.
- Ramme - Datalink-lag vært-router-protokol.
- Bits - Fysisk lag-vært-router-protokol.
Roller og protokoller, der bruges i hvert lag
Funktioner i OSI-modellen
De forskellige funktioner i OSI-modellen er anført nedenfor:
- Let at forstå kommunikationen over brede netværk gennem OSI Reference Model-arkitekturen.
- Hjælper med at kende detaljerne, så vi kan få en bedre forståelse af software og hardware, der arbejder sammen.
- Fejlfinding af fejl er lettere, da netværket fordeles i syv lag. Hvert lag har sin egen funktionalitet, hvorfor diagnosen af problemet er let, og der kræves mindre tid.
- At forstå nye teknologier generation for generation bliver lettere og tilpasses ved hjælp af OSI-modellen.
7 lag af OSI-modellen
Før du udforsker detaljerne om funktionerne i alle 7 lag, er problemet, som førstegangstimere generelt står over for, Hvordan husker man hierarkiet af de syv OSI-referencelag i rækkefølge?
Her er den løsning, som jeg personligt bruger til at huske den.
Prøv at huske det som A- PSTN- DP .
Startende fra top til bund A-PSTN-DP står for Application-Presentation-Session-Transport-Network-Data-link-Physical.
Her er de 7 lag af OSI-modellen:
# 1) Lag 1 - Fysisk lag
- Det fysiske lag er det første og nederste lag i OSI Reference Model. Det leverer hovedsagelig bitstream transmission.
- Det karakteriserer også medietypen, stiktypen og signaltypen, der skal bruges til kommunikation. Dybest set konverteres rådata i form af bits, dvs. 0'er & 1'er, til signaler og udveksles over dette lag. Dataindkapsling udføres også i dette lag. Afsenderenden og den modtagende ende skal være i synkronisering, og transmissionshastigheden i form af bits pr. Sekund bestemmes også ved dette lag.
- Det giver en transmissionsgrænseflade mellem enhederne og transmissionsmediet, og typen af topologi, der skal bruges til netværk sammen med den type transmissionstilstand, der kræves til transmission, defineres også på dette niveau.
- Normalt bruges stjerne-, bus- eller ringtopologier til netværk, og de anvendte tilstande er halv-dupleks, fuld-duplex eller simplex.
- Eksempler af lag 1-enheder inkluderer hubs, repeatere & Ethernet-kabelforbindelser. Dette er de grundlæggende enheder, der bruges i det fysiske lag til at transmittere data gennem et givet fysisk medium, der er passende i henhold til netværksbehovet.
# 2) Lag 2 - lag med datalink
- Datalinklag er det andet lag fra bunden af OSI Reference Model. Datalinklagets hovedfunktion er at udføre fejldetektering og kombinere databits i rammer. Det kombinerer rådata i bytes og bytes til rammer og transmitterer datapakken til netværkslaget for den ønskede destinationshost. Ved destinationsenden modtager datalinklaget signalet, afkoder det i rammer og leverer det til hardwaren.
- Mac-adresse: Datalinklag overvåger det fysiske adresseringssystem kaldet MAC-adressen til netværkene og håndterer adgangen til de forskellige netværkskomponenter til det fysiske medium.
- En medieadgangskontroladresse er en unik enhedsadresse, og hver enhed eller komponent i et netværk har en MAC-adresse, på basis af hvilken vi entydigt kan identificere en enhed i netværket. Det er en 12-cifret unik adresse.
- Eksempel af MAC-adresse er 3C-95-09-9C-21-G1 (med 6 oktetter, hvor de første 3 repræsenterer OUI, de næste tre repræsenterer NIC). Det kan også være kendt som den fysiske adresse. Strukturen af en MAC-adresse bestemmes af IEEE-organisationen, da den accepteres globalt af alle firmaer.
Strukturen på MAC-adressen, der repræsenterer de forskellige felter og bitlængde, kan ses nedenfor.
- Fejldetektion: Kun fejlregistrering udføres i dette lag, ikke fejlkorrektion. Fejlkorrektion udføres på transportlaget.
- Nogle gange støder datasignaler på nogle uønskede signaler kendt som fejlbits. For at overvinde fejlene udfører dette lag fejlregistrering. Cyklisk redundanskontrol (CRC) og kontrolsum er få effektive metoder til fejlkontrol. Vi vil diskutere disse i transportlagsfunktionerne.
- Flow control & Multiple Access: Data, der sendes i form af en ramme mellem afsenderen og en modtager over et transmissionsmedie i dette lag, skal transmitteres og modtages i samme tempo. Når en ramme sendes over et medium med en hurtigere hastighed end modtagerens arbejdshastighed, går de data, der skal modtages ved modtagerknudepunktet, tabt på grund af en uoverensstemmelse i hastighed.
- For at overvinde denne type problemer udfører laget flowkontrolmekanisme.
Der er to typer flowkontrolproces:
Stop og vent på flowkontrol: I denne mekanisme skubber den afsenderen, efter at dataene er transmitteret, for at stoppe og vente fra modtagerens ende for at få bekræftelse af den ramme, der er modtaget i modtagerenden. Den anden dataramme sendes over mediet, først efter at den første kvittering er modtaget, og processen fortsætter .
Skydevindue: I denne proces bestemmer både afsenderen og modtageren antallet af rammer, hvorefter kvitteringen skal udveksles. Denne proces er tidsbesparende, da der bruges færre ressourcer i flowkontrolprocessen.
- Dette lag indeholder også bestemmelser for at give adgang til flere enheder til at transmittere gennem det samme medium uden kollision ved hjælp af CSMA / CD (transportørfølelse flere adgangs- / kollisionsdetektering) protokoller.
- Synkronisering: Begge enheder, mellem hvilke datadeling finder sted, skal være i synkronisering med hinanden i begge ender, så dataoverførsel kan finde sted jævnt.
- Lag-2-switche: Layer-2 switche er de enheder, der videresender dataene til det næste lag på basis af maskinens fysiske adresse (MAC-adresse). For det første samler den enhedens MAC-adresse på porten, som rammen skal modtages på, og lærer senere MAC-adressens destination fra adressetabellen og videresender rammen til destinationen for det næste lag. Hvis destinationsværtsadressen ikke er specificeret, sender den simpelthen datarammen til alle porte undtagen den, hvorfra den lærte kildens adresse.
- Broer: Bridges er toportenheden, der fungerer på datalinklaget og bruges til at forbinde to LAN-netværk. Ud over dette opfører det sig som en repeater med en yderligere funktion til at filtrere de uønskede data ved at lære MAC-adressen og videresende den videre til destinationsnoden. Det bruges til tilslutning af netværk, der arbejder på den samme protokol.
# 3) Lag 3 - Netværkslag
Netværkslaget er det tredje lag fra bunden. Dette lag har ansvaret for at udføre routing af datapakker fra kilden til destinationsværten mellem inter- og intra-netværk, der fungerer på de samme eller forskellige protokoller.
Bortset fra det tekniske, hvis vi forsøger at forstå, hvad det virkelig gør?
Svaret er meget simpelt, at det finder ud af den nemme, korteste og tidseffektive vej ud mellem afsenderen og modtageren for at udveksle data ved hjælp af routingprotokoller, skift, fejldetektering og adresseringsteknikker.
- Den udfører ovenstående opgave ved hjælp af en logisk netværksadressering og subnetsdesign af netværket. Uanset de to forskellige netværk, der arbejder på den samme eller forskellige protokol eller forskellige topologier, er dette lags funktion at dirigere pakkerne fra kilden til destinationen ved hjælp af den logiske IP-adressering og routere til kommunikation.
- IP-adressering: IP-adressen er en logisk netværksadresse og er et 32-bit nummer, der er globalt unikt for hver netværkshost. Den består hovedsageligt af to dele, dvs. netværksadresse og værtsadresse. Det er generelt betegnet i et prikket decimalformat med fire tal opdelt med prikker. For eksempel, den stiplede decimale repræsentation af IP-adressen er 192.168.1.1, som binært vil være 11000000.10101000.00000001.00000001, og det er meget svært at huske. Således bruges normalt den første. Disse otte bits sektor er kendt som oktetter.
- Routere arbejde på dette lag og bruges til kommunikation til inter- og intranetværk-wide area-netværk (WAN'er). Routere, der transmitterer datapakkerne mellem netværkerne, kender ikke den nøjagtige destinationsadresse for destinationsværten, som pakken er dirigeret til, snarere kender de kun placeringen af netværket, som de tilhører, og bruger den information, der er gemt i routingtabel for at etablere den sti, langs hvilken pakken skal leveres til destinationen. Efter at pakken er leveret til destinationsnetværket, leveres den derefter til den ønskede vært for det pågældende netværk.
- For at ovenstående række af procedurer skal udføres, har IP-adressen to dele. Den første del af IP-adressen er netværksadresse, og den sidste del er værtsadressen.
- Eksempel: For IP-adressen 192.168.1.1. Netværksadressen er 192.168.1.0, og værtsadressen er 0.0.0.1.
Undernetmaske: Netværksadressen og værtsadressen, der er defineret i IP-adressen, er ikke udelukkende effektiv til at bestemme, at destinationsværten er af det samme undernetværk eller fjernnetværk. Subnetmasken er en 32-bit logisk adresse, der bruges sammen med IP-adressen af routerne til at bestemme placeringen af destinationsværten til at dirigere pakkedataene.
Eksempel på kombineret brug af IP-adresse og undernetmaske er vist nedenfor:
For ovenstående eksempel ved at bruge en undernetmaske 255.255.255.0 får vi at vide, at netværks-id'et er 192.168.1.0, og værtsadressen er 0.0.0.64. Når en pakke ankommer fra 192.168.1.0 undernet og har en destinationsadresse som 192.168.1.64, så modtager pc'en den fra netværket og behandler den videre til næste niveau.
softwareudvikler i spørgsmål til testinterview
Ved at bruge undernet vil laget-3 således også tilvejebringe et inter-netværk mellem de to forskellige undernet.
IP-adresseringen er en forbindelsesfri tjeneste, og dermed giver laget -3 en forbindelsesfri service. Datapakkerne sendes over mediet uden at vente på, at modtageren sender bekræftelsen. Hvis datapakkerne, der er store i størrelse, modtages fra det lavere niveau, der skal transmitteres, opdeles det i små pakker og videresender det.
I den modtagende ende samler den igen dem til den originale størrelse og bliver dermed pladseffektiv som en medium mindre belastning.
# 4) Lag 4 - Transportlag
Det fjerde lag fra bunden kaldes transportlaget i OSI Reference-modellen.
(jeg) Dette lag garanterer en ende til slut fejlfri forbindelse mellem de to forskellige værter eller enheder i netværk. Dette er den første, der tager dataene fra det øverste lag, dvs. applikationslaget, og derefter opdeler det i mindre pakker kaldet segmenterne og dispenserer det til netværkslaget for yderligere levering til destinationsværten.
Det sikrer, at de data, der modtages i værtsenden, er i samme rækkefølge, som de blev sendt. Det giver en ende-til-slut-levering af datasegmenterne i både inter- og intra-subnetværk. For at få en ende-til-slut kommunikation over netværket er alle enheder udstyret med et Transport Service access point (TSAP) og er også mærket som portnumre.
En vært genkender sin peer-vært på det eksterne netværk ved hjælp af dets portnummer.
(ii) De to transportlagsprotokoller inkluderer:
- Transmissionsstyringsprotokol (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
TCP er en forbindelsesorienteret og pålidelig protokol. I denne protokol oprettes først forbindelsen mellem de to værter i den fjerne ende, først derefter sendes dataene over netværket til kommunikation. Modtageren sender altid en kvittering for de data, der er modtaget eller ikke modtaget af afsenderen, når den første datapakke er sendt.
Efter modtagelse af kvitteringen fra modtageren sendes den anden datapakke over mediet. Den kontrollerer også rækkefølgen, i hvilken dataene skal modtages, ellers transmitteres data igen. Dette lag giver en fejlkorrektionsmekanisme og flowkontrol. Det understøtter også klient / server-model til kommunikation.
UDP er en forbindelsesfri og upålidelig protokol. Når data er sendt mellem to værter, sender modtagerværten ingen bekræftelse på modtagelse af datapakkerne. Afsenderen vil således fortsætte med at sende data uden at vente på en bekræftelse.
Dette gør det meget let at behandle ethvert netværksbehov, da der ikke spildes tid på at vente på godkendelse. Slutværten vil være enhver maskine som en computer, telefon eller tablet.
Denne type protokol bruges i vid udstrækning i videostreaming, onlinespil, videoopkald, voice over IP, hvor når nogle datapakker af video går tabt, har den ikke meget betydning og kan ignoreres, da den ikke har stor indflydelse på de oplysninger, den bærer og ikke har særlig relevans.
(iii) Fejldetektion og kontrol : Fejlkontrol findes i dette lag på grund af følgende to grunde:
Selvom der ikke introduceres fejl, når et segment bevæger sig over et link, kan det være muligt, at der introduceres fejl, når et segment er gemt i routerens hukommelse (til kø). Datalinklaget kan ikke registrere en fejl i dette scenarie.
Der er ingen sikkerhed for, at alle forbindelserne mellem kilden og destinationen vil give fejlkontrol. Et af linkene bruger muligvis en linklagsprotokol, der ikke giver de ønskede resultater.
Metoderne til fejlkontrol og kontrol er CRC (cyklisk redundanskontrol) og kontrolsum.
CRC : Begrebet CRC (Cyclic Redundancy Check) begrundes med den binære deling af datakomponenten, som den resterende del (CRC) føjes til datakomponenten og sendes til modtageren. Modtageren deler datakomponenten med en identisk skillevæg.
Hvis resten kommer op på nul, får datakomponenten lov til at videresende for at videresende protokollen, ellers antages det, at dataenheden er blevet forvrænget i transmission, og pakken kasseres.
Checksum Generator & checker : I denne metode bruger afsenderen kontrolsumgeneratormekanismen, hvor datakomponenten oprindeligt er opdelt i lige store segmenter af n bits. Derefter tilføjes alle segmenter ved at anvende 1's komplement.
Senere supplerer det igen, og nu bliver det til kontrolsum og sendes derefter sammen med datakomponenten.
Eksempel: Hvis der skal sendes 16 bits til modtageren, og bitene er 10000010 00101011, er kontrolsummen, der sendes til modtageren, 10000010 00101011 01010000.
Efter modtagelse af dataenheden deler modtageren den i n lige store segmenter. Alle segmenter tilføjes ved hjælp af 1's komplement. Resultatet suppleres igen, og hvis resultatet er nul, accepteres dataene, ellers kasseres de.
Denne fejlregistrerings- og kontrolmetode gør det muligt for en modtager at genopbygge de originale data, når de bliver fundet beskadiget under transit.
# 5) Lag 5 - Sessionslag
Dette lag tillader brugere af forskellige platforme at oprette en aktiv kommunikationssession indbyrdes.
Hovedfunktionen for dette lag er at give synkronisering i dialogen mellem de to karakteristiske applikationer. Synkroniseringen er nødvendig for effektiv levering af data uden tab ved modtagerens ende.
Lad os forstå dette ved hjælp af et eksempel.
hvordan man bliver tester for produkter
Antag, at en afsender sender en stor datafil på mere end 2000 sider. Dette lag tilføjer nogle kontrolpunkter, mens du sender den store datafil. Efter at have sendt en lille sekvens på 40 sider, sikrer den sekvensen og vellykket anerkendelse af data.
Hvis verifikation er OK, gentager den den yderligere indtil slutningen, ellers synkroniseres den og transmitteres igen.
Dette hjælper med at holde dataene sikre, og hele dataværten går aldrig helt vild, hvis der sker et sammenbrud. Tokenadministration tillader heller ikke, at to netværk med tunge data og af samme type transmitteres på samme tid.
# 6) Lag 6 - Præsentationslag
Som foreslået af selve navnet vil præsentationslaget præsentere dataene for slutbrugerne i den form, hvor det let kan forstås. Derfor tager dette lag sig af syntaksen, da kommunikationsmetoden, der bruges af afsenderen og modtageren, kan være forskellig.
Det spiller rollen som en oversætter, så de to systemer kommer på samme platform til kommunikation og let kan forstå hinanden.
Dataene, der er i form af tegn og tal, opdeles i bits inden transmission af laget. Det oversætter dataene til netværk i den form, som de har brug for, og til enheder som telefoner, pc osv. I det format, de har brug for.
Laget udfører også datakryptering ved afsenderens ende og datadekryptering i modtagerens ende.
Den udfører også datakomprimering for multimediedata inden transmission, da længden af multimediedata er meget stor, og der kræves meget båndbredde for at transmittere dem via medier, disse data komprimeres i små pakker, og i modtagerens ende dekomprimeres de til få den originale længde af data i sit eget format.
# 7) Toplag - applikationslag
Dette er det øverste og syvende lag i OSI-referencemodellen. Dette lag kommunikerer med slutbrugerne og brugerapplikationerne.
Dette lag giver en direkte grænseflade og adgang til brugerne med netværket. Brugerne kan få direkte adgang til netværket på dette lag. Få Eksempler af tjenester leveret af dette lag inkluderer e-mail, deling af datafiler, FTP GUI-baseret software som Netnumen, Filezilla (bruges til fildeling), telnetnetværksenheder osv.
Der er uklarhed i dette lag, som det ikke er al brugerbaseret information, og softwaren kan plantes i dette lag.
For eksempel , enhver designsoftware kan ikke placeres direkte i dette lag, mens på den anden side når vi får adgang til et hvilket som helst program via en webbrowser, kan det plantes på dette lag, da en webbrowser bruger HTTP (hypertext transfer protocol), som er en applikationslagsprotokol.
Uanset hvilken anvendt software er det derfor den protokol, der bruges af softwaren, der betragtes som dette lag.
Softwaretestprogrammer fungerer på dette lag, da applikationslaget giver en grænseflade til slutbrugerne til at teste tjenesterne og deres anvendelse. HTTP-protokollen bruges for det meste til testning på dette lag, men FTP, DNS, TELNET kan også bruges i henhold til kravet til det system og netværk, hvor de fungerer.
Konklusion
Fra denne vejledning lærte vi om funktionaliteter, roller, indbyrdes forbindelse og forholdet mellem hvert lag i OSI-referencemodellen.
De nederste fire lag (fra fysisk til transport) bruges til datatransmission mellem netværkene, og de tre øverste lag (session, præsentation og anvendelse) er til datatransmission mellem værter.
PREV-vejledning | NÆSTE vejledning
Anbefalet læsning
- Hvad er Wide Area Network (WAN): Eksempler på live WAN-netværk
- TCP / IP-model med forskellige lag
- En komplet guide til firewall: Sådan oprettes et sikkert netværkssystem
- Alt om routere: Typer routere, routingtabel og IP-routing
- Alt om Layer 2 og Layer 3 switche i netværkssystem
- Vejledning til subnetmaske (subnetting) og IP-subnetberegner
- LAN Vs WAN Vs MAN: Præcis forskel mellem typer netværk
- Computer Networking Tutorial: The Ultimate Guide