Hálózati rendszerek - az OSI modell

Hirdetés

A mai modern számítógép-hálózatok tervezését strukturális módszerrel végzik, azaz a hálózat egyes egymásra illeszkedő részeit rétegekbe (layer) vagy más néven szintekbe (level) szervezik, amelyik mindegyike az előzőre (alatta lévő rétegre) épül. Modulokra való bontásra a tervezés bonyolultsága miatt van szükség.



Az egyes rétegek célja jól definiált szolgáltatások nyújtása a felette levő réteg számára, amihez igénybe veszi az alatta lévő réteg szolgáltatásait. A szolgáltatás típusa szintén jól definiált, de a megvalósítás mikéntje nem. A megvalósítás módja minden réteg belső ügye. A hálózati kommunikáció során egyik gép n-edik rétege a másik gép n-edik rétegével kommunikál.
Ennél a témánál lényeges fogalom a protokoll, ami gyakorlatilag a rétegkommunikáció során használt szabályok összessége (pl.: csomag mérete). A szomszédos rétegek között egy réteginterfész húzódik, amely az alsóbb réteg által a felsőnek nyújtott elemi műveleteket, és szolgálatokat határozza meg. Az interfészek a szolgáltatást eljárásokkal, rendszerhívásokkal valósítják meg. A rétegek és a rétegprotokollok halmazát nevezzük hálózati architektúrá-nak.
Fontos tudni, hogy az egymásra épülő rétegek elfedik az alattuk levő rétegeket a felettük lévőtől: azaz nem kell az alsó rétegek működését „tudni” a felsőbb rétegek szervezésekor.

Rétegek közötti kommunikáció lehet:
•Fizikai: Gyakorlatban mindig ezt használjuk. Itt minden szintet figyelembe veszünk.
•Virtuális: Akkor használjuk mikor különböző szintek között kommunikáció jön létre, de ez a szint nem az alapszint. Tehát bizonyos szintektől eltekinthetünk.

Az architektúra kialakításánál döntést kell hozni az adatátvitel szabályairól: az átvitel egyirányú (szimplex, pl.: TV adás), váltakozóam kétirányú (fél duplex, pl.: CB rádió) vagy egyszerre kétirányú (duplex, pl.: Telefon) legyen.

Eddigiek alapján, de amúgy is nyilvánvaló, hogy a hálózatok kialakításában alapvető szerepet játszik a szabványosítás. A szabványok központi szerepet játszanak a fejlődésben, ez teszi a rendszereket nyíltakká, egységeit cserélhetővé.

Gyakorlatban a szabványoknak két családja létezik:
•de-jure: Bizottságok deklarálják, hivatalos dokumentumokban rögzítik.
•de-facto: Elterjedését már egy-egy konkrét megoldás széleskörű használata biztosítja.

Természetesen számos esetben a de facto szabványokat célszerű utólagosan de-jure szabványokká alakítani.
A számítógép-hálózatok rétegzett struktúrájú modell segítségével írhatóak le. Ilyen az OSI (Open System Interconnect) modell. Ez egy ajánlás,de részeit szabványok írják le. Az OSI-modell elméleti dolog, mivel teljes egészében még nem valósították meg. Az 5-ös és a 6-os szint csak elméleti, a többi megvalósul a gyakorlatban is.

Elvei:
•minimális, de egyben elégséges számú réteg (7)
•jól elkülönített feladatok
•minimális forgalom az interfészeken
•rétegek feladatának definiálásakor nemzetközi szabványosított protokollok figyelembe vétele
•a rétegek különböző absztrakciós szinteket képviseljenek

Az OSI-modell rétegei és azok feladatai:

1.Fizikai réteg: Hardverorientált. Biztosítania kell az elküldött bitek biztonságos célba juttatását.
2.Adatkapcsolati réteg: Fő feladata, hogy látszólag felderítetlen átviteli hibáktól mentes vonalat alakítson ki. Csomagokat ellenőrző összegekkel látja el, adatkereteket használ, tördel stb. Különféle algoritmusokat használhat. Ha valami nem stimmel, akkor újraküldi a csomagot/csomagokat.
3.Hálózati réteg: Az alhálózat működését irányítja. A küldő gép forrás- és cél címmel látja el a csomagokat, valamint megállapítja az útvonalat, gondoskodik a csomagok célba juttatásáról.
4.Szállítási réteg: Legfontosabb feladata, hogy adatokat fogadjon a viszonyrétegtől, - ha szükséges – feldarabolja azokat kisebb egységekre, továbbítsa ezeket a hálózati rétegnek. És biztosítsa azt, hogy minden kis egység hibátlanul megérkezzen a másik oldalra. Mindezt hatékonyan kell megvalósítani.
5.Viszony réteg: Ez a réteg teszi lehetővé, hogy két gép egy viszonyt (session) hozzon létre egymás között. A viszonyok sokféle szolgálatot valósítanak meg, például: párbeszéd irányítás, vezérjel kezelés, szinkronizáció.
6.Megjelenítési réteg: Az átvitt információ szintaktikájával és szemantikájával foglalkozik. Az adatokat egységesen kezeli.
7.Alkalmazási réteg: Olyan protokollok (pl.: http) változatos sokaságát tartalmazza, amelyekre a felhasználóknak gyakran szüksége van. Programokat futtat. Igénybe veszi a hálózati szolgáltatásokat, képes távoli gépeken lévő programokkal kommunikálni.