Modelul OSI

Model OSI

Cuprins [ascunde]
1 Avantajele OSI
2 Mod de funcţionare
3 Funcţiile nivelurilor
3.1 Nivelul Aplicaţie
3.2 Nivelul Prezentare
3.3 Nivelul Sesiune
3.4 Nivelul Transport
3.5 Nivelul Reţea
3.6 Nivelul Legături de Date
3.7 Nivelul Fizic
4 Exemple de protocoale

Modelul OSI

Modelul OSIModelul de Referinţă OSI (engleză Open Systems Interconnection - Reference Model), pe scurt: OSI, este o structură de comunicare ierarhică foarte des folosită pentru a reprezenta o reţea. OSI este un standard al Organizaţiei internaţionale de standardizare, emis în 1984.

Modelul de referinţă OSI propune nişte criterii generale pentru realizarea comunicaţiei sistemelor de calcul pentru ca acestea să poată schimba informaţii, indiferent de particularităţile constructive ale sistemelor (fabricant, sistem de operare, ţară, etc). Modelul de referinţă OSI are aplicaţii în toate domeniile comunicaţiilor de date, nu doar în cazul reţelelor de calculatoare. Modelul OSI divizează problema complexă a comunicării între două sau mai multe sisteme în 7 straturi (engleză layers) distincte, într-o arhitectură ierarhică. Fiecare strat are funcţii bine determinate şi comunică doar cu straturile adiacente. Aceste şapte niveluri formează o ierarhie plecînd de la nivelul superior 7 – aplicaţie (engleză application) şi până la ultimul din partea de jos a stivei, nivelul 1 - fizic (engleză physical).

Deşi astăzi există şi alte sisteme, cei mai mulţi distribuitori de echipamente de comunicaţie folosesc OSI pentru a instrui utilizatorii în folosirea echipamentelor. Se consideră că OSI este cel mai bun mijloc prin care se poate face înţeles modul în care informaţia este trimisă şi primită.

Avantajele OSI
Câteva din avantajele folosirii OSI:

Descompune fenomenul de comunicare în reţea în părţi mai mici şi implicit mai simple.
Standardizează componentele unei reţele permiţînd dezvoltarea independentă de un anumit producător.
Permite comunicarea între diferite tipuri de hardware şi software.
Permite o înţelegere mai uşoară a fenomenelor de comunicaţie.
[modifică] Mod de funcţionare
Iată o analogie care vă ajută să vă amintiţi ordinea acestor layere: "Am Plecat Să Trimit Roze La Fete"; "All People Seem To Need Data Processing"; "Please Do Not Throw Sausage Pizza Away"; "Please Do Not Take Sally's Panties Away".

Modul de comunicare pe baza modelului OSI între elementele unei reţele de calculatoare şi alte aparate "inteligente" poate fi înţeles dacă folosim pentru exemplificare numai 2 participanţi la conversaţie. Pentru a profita de toate posibilităţile de comunicaţie, modelul OSI trebuie să fie implementat în întregime (cu toate cele 7 niveluri sau straturi) în ambele elemente participante.
Rezultă următoarea situaţie:



Când participantul 1 (o persoană sau un calculator sau dispozitiv "inteligent") vrea să "converseze" cu participantul 2 (de asemenea o persoană sau un dispozitiv), aceasta se face de fapt prin aceea că Aplicaţia 1 trimite Aplicaţiei 2 mai întâi un prim mesaj, de exemplu "Eşti liber şi stăpâneşti protocolul FTP?". Pentru "conversaţia" lor aplicaţiile trebuie să folosească un protocol de aplicaţie predefinit. Protocoalele de pe fiecare nivel prescriu până la ultimul amănunt cum anume se "vorbeşte", ce se spune şi mai ales în ce ordine, astfel încât participantul celălalt să "înţeleagă" despre ce este vorba. În acest exemplu însă, Aplicaţia 1 nu are legătură directă/fizică cu Aplicaţia 2. O legătura fizică există, dar se află departe - la fundul "stivei" de protocoale. Metoda Modelului OSI prevede ca mesajul Aplicaţiei 1 destinat Aplicaţiei 2 să fie mai întâi predat nivelului de mai jos = Prezentare 1, printr-o interfaţă specială. Acest nivel "vorbeşte" la rândul său cu nivelul său omolog din stiva 2, anume Prezentare 2, pentru care se foloseşte de protocolul necesar. Dar nici cele 2 niveluri de Prezentare nu sunt legate direct între ele. Nivelul Prezentare 1 predă atunci cele dorite în jos, nivelului Sesiune 1 (iarăşi printr-o interfaţă specializată).

Această procedură se continuă în jos până se atinge Nivelul fizic 1. Abia acesta posedă o legătură fizică cu omologul său, Nivelul fizic 2, de exemplu printr-un cablu. De aici informaţia se propagă spre participantul 2 de jos în sus, printr-o serie de interfeţe, până într-un bun sfârşit se atinge nivelul Aplicaţie 2, respectiv Participant 2, cu care Aplicaţia 1 voia iniţial să "vorbească". Din punct de vedere al Aplicaţiei 1, ea doar pare că duce o conversaţie directă cu Aplicaţia 2, conform prescripţiilor din protocolul de aplicaţie ales. În realitate ea schimbă informaţii doar cu nivelul Prezentare 1, imediat vecin, prin interfaţa respectivă.

Avantajul acestei metode stratificate este că nici Aplicaţia 1, şi nici măcar programatorul ei (!!!) nu trebuie să cunoască deloc sarcinile şi soluţiile de la nivelurile inferioare, ci doar una sau 2 interfeţe, în sus şi în jos. În plus, ea nu trebuie modificată reactiv la orice schimbare de pe straturile inferioare. De exemplu, dacă se schimbă cablul de legătură (de la nivelul Nivelului fizic) printr-un canal radio. Specific pentru canale radio poate fi rata mare de greşeli de transmisie, care desigur trebuiesc corectate automat, în funcţie de să zicem condiţiile atmosferice, caz care însă nu se întâmplă niciodată la cablul de cupru. Şi cu toate astea, Aplicaţia 1 nu trebuie modificată.

Funcţiile nivelurilor
Nivelul Aplicaţie
Rol: realizează interfaţa cu utilizatorul şi interfaţa cu aplicaţiile, specifică interfaţa de lucru cu utilizatorul şi gestionează comunicaţia între aplicaţii. Acest strat nu reprezintă o aplicaţie de sine stătătoare, ci doar interfaţa între aplicaţii şi componentele sistemelui de calcul.
Unitatea de date: mesajul

Nivelul Prezentare
Rol: transformă datele în formate înţelese de fiecare aplicaţie şi de calculatoarele respective, asigură compresia datelor şi criptarea.
Unitatea de date: -

Nivelul Sesiune
Rol: furnizează controlul comunicaţiei între aplicaţii. Stabileşte, menţine, gestionează şi închide conexiuni (sesiuni) între aplicaţii.
Unitatea de date: -

Nivelul Transport
Rol: transferul fiabil al informaţiei între două sisteme terminale (end points) ale unei comunicaţii. Furnizează controlul erorilor şi controlul fluxului de date între două puncte terminale, asigurând ordinea corectă a pachetelor de date.
Unitatea de date: segmentul, datagrama

Nivelul Reţea
Rol: determinarea căii optime pentru realizarea transferului de informaţie într-o reţea constituită din mai multe segmente, prin fragmentarea şi reasamblarea informaţiei
Unitatea de date: pachetul

Nivelul Legături de Date
Rol: furnizează un transport sigur, fiabil, al datelor de-a lungul unei legături fizice, realizând:

Controlul erorilor de comunicaţie
Controlul fluxului de date
Controlul legăturii
Sincronizarea la nivel de cadru
Unitatea de date: cadrul
Nivelul Fizic
Rol: transmiterea unui şir de biţi pe un canal de comunicaţie. Se precizează modulaţii, codări, sincronizări la nivel de bit. Un standard de nivel fizic defineşte 4 tipuri de caracteristici:

Mecanice (forma şi dimensiunile conectorilor, numărul de pini)
Electrice (modulaţia, debite binare, codări, lungimi maxime ale canalelor de comunicaţie)
Funcţionale (funcţia fiecărui pin)
Procedurale (succesiunea procedurilor pentru activarea unui serviciu)
Unitatea de date: bitul
Exemple de protocoale din stiva OSI
7 Aplicaţie ex.: HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SIP, SSH, NFS, RTSP, XMPP, Whois, ENRP
6 Prezentare ex.: XDR, ASN.1, SMB, AFP, NCP
5 Sesiune ex.: ASAP, TLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, ASP, Winsock, BSD sockets, NCP (Network Core Protocol), NFS (Network File System)
4 Transport ex.: TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX, ATP, IL
3 Reţea ex.: IP, ICMP, IGMP, IPX, BGP, OSPF, RIP, IGRP, EIGRP, ARP, RARP, X.25 (Packet Switching)
2 Legătura de date ex.: Token ring, HDLC, Frame relay, ISDN, ATM, 802.11 Wi-Fi, FDDI, PPP
1 Fizic ex.: cablu coaxial, radio, fibră optică, cablu bifilar torsadat, fire cupru, Ethernet