OSI Model

1. OSI Model Cisco Networking Academy

2. Obsah • Čo je to OSI ? • Základné zloženie OSI • Popis prenosu dát v OSI • Koncept OSI • Popis vrstiev OSI • Porovnanie OSI vs. TCP/IP • Záver

3. ISO OSI Referenčný Model • ISO – International Standard Organization • OSI – Open System Interconnection • Vznikla v 1978; prvý štandard 1979 • Cieľ: Vytvoriť univerzálny otvorený systém

4. ISO OSI Referenčný Model • Sedem vrstiev • Spodné tri vrstvy su typu klient-klient (peer-to-peer) • Nasledujúce štyri sú typu end-to-end Aplikačná Aplikačná Prezentačná Prezentačná Relačná Relačná Transportná Transportná Sieťová Sieťová Sieťová Spojová Spojová Spojová Fyzická Fyzická Fyzická Fyzické médium

5. data data data data data data data Prenos dát • Každá vrstva môže používať služby len vrstvy ležiacej priamo pod ňou • Každá vrstva môže zmenit a pridať hlavičku do dátového balíka (paketu) data data data data data data data

6. Dáta • Každá vrstva môže zmenit a pridať hlavičku do dátového balíka (paketu)

7. Paket IPv4 • Vers – Verzia IP protokolu • IHL (Internet Header Length) – bity dĺžka hlavičky v 32 bitových slovách • TOS (Type of Service) – indikuje prioritu datagramu • Total Length – celková dĺžka • Identification – číslo typu Integer identifikujúci fragment • Flags  –  príznaky pre fragmentáciu • Fragment Offset  – identifikuje pozíciu fragmentu • TTL (Time to Life) – používané pre prevenciu nekonečného používanie paketu • Protocol –  protokol prenášaný datagramom (ICMP, TCP, UDP, ...) viz. RFC 1700 • Header Checksum – kontrolní súčet zajisťujúcí integritu hlavičky • Source IP Address  – zdrojová IP adresa • Destination IP Address – cieľova IP adresa • Options  – pole určené pre debuging, meracie účely a bezpečnostní vlastnosti • Padding   –  nuly doplnené tak, aby bolo dosiahnuté zarovnanie na 32 bitov

8. Čo je to ISO model • OSI (Open System Interconnect), je sieťový model, predstavený organizáciou ISO ako štandard, ktorý zjednocuje komunikačné rozhrania, komunikačné jazyky počítačov a sietí a ich prekladače tak, aby sa každé zariadenie pripojené do siete dorozumelo s ľubovoľným ďalším zariadením. • OSI model sa delí na 7 vrstiev, z ktorých každá opisuje určitú sieťovú funkciu, nevyhnutnú na prenos informácii. • Delenie na vrstvy zjednodušuje vývoj čiastkových vlastností a funkcií siete, ako aj zjednodušuje nachádzanie a odstraňovanie problémov. • Okrem OSI modelu existujú aj iné sieťové modely, napríklad TCP/IP.

9. Koncept OSI Modelu • Služby – hovorí o tom čo daná vrstva robí • Rozhranie – hovorí o tom aký je prístup k službám • Protokol – hovorí o tom ako sú služby implementované • súbor noriem a formátov pre riadenie komunikácie medzi dvoma klientmi

10. Fyzická vrstva (1) • Služba: presun informácie medzi dvoma systémami pripojenými na fyzickú vrstvu • Rozhranie: Špecifikuje jako sa posiela bit • Protokol: kódová schéma pre reprezentáciu bitu, úrovne napätí a dĺžky bitu • Hardware: pracuje len z bimi, fizicky prenáša informácie, obnovuje intenzitu signálu, (hub, repeater, transceiver ) • Príklady: koaxiálny kábel, optická linka; vysielače, príjmače

11. Dátová vrstva (2) • Služba: • Rámcovanie • Posiela dátové rámce medzi klientmi pripojenými na to isté fyzické médium • Ostatné (volitelné): • Rozdeluje prístup na spoločné fyzické médium • Zaistí spoľahlivý prenos • Poskytuje riadenie toku • Rozhranie: posiela dátovú jednotku (paket) na zariadenie pripojené na to isté fyzické médium • Protokol: adresy vrstvy, implementuje riadenie prístupu k médiu • Na zasielanie dát po sieti, využíva táto vrstva MAC adresovanie, ktoré je nevyhnutné pre používanie a identifikáciu viacerých zariadení pripojených na jedno fyzickom médiu. • Hardware: hardware je „inteligentny“ pracuje z rámcami, optimalizícia siete • Je rozdelena na dve časti MAC a LLC

12. MAC podvrstva • Je nižšou podvrstvou 2.vrstvy OSI modelu, je definovaná štandardmi IEEE. • Spravuje prístup k zdieľanému médiu a teda komunikáciu s podradenou vrstvou.

13. LLC podvrstva • Je vyššou podvrstvou 2.vrstvy OSI modelu, je definovaná štandardmi IEEE. • Spravuje notifikáciu a kontrolu chýb, tok dát, tvorbu framov, adresovanie MAC podvrstvy a komunikáciu s nadradenou vrstvou.

14. Frame • Frame je logická jednotka zoskupených dát, ktoré majú všetky potrebné vlastnosti na cestovanie po sieti, ako sú identifikačné údaje a samotné používateľské dáta. Keďže frame musí obsahovať adresu odosielateľa a prijímateľa, zariadenie, ktoré tento frame zachytí, z neho tieto adresy extrahuje a na ich základe robí rozhodnutia, kade - do ktorého segmentu siete frame poslať.

15. Sieťová vrstva (3) • Služba: • Smerovanie paketov, zistenie optimálnej cesty • Doručenie paketu na špecifikované miesto • Uskutočňuje rozloženie/zloženie • Ostatné: • Plánovanie paketu • Správa vyrovnávacej pamäte • Rozhranie: posielanie paketu na špecifikované miesto • Protokol: definuje jedinečnú adresu; zostavenie smerovacích tabuliek • používaIP adresovanie a protokoly TCP/IP • hardware: Router je najvýznamnejším sieťovým zariadením • Router je najvýznamnejším sieťovým zariadením • Router funguje ako smerovač dát, neposiela ich všade ako HUB, ale iba do toho segmentu siete, kde sa nachádza príjemca. Na rozdiel od bridgu a switchu vyberá aj najvhodnejšiu a čo možno najrýchlejšiu cestu pre dáta.

16. Dátová a riadiaca rovina • Dátová rovina: • Odovzdávanie paketov • Správa vyrovnávacej pamäte • Plánovanie paketov • Riadiaca rovina: súvisí s inštaláciou a správou dátovej roviny

17. Príklad: Smerovanie (Routing) • Dátová rovina: používa tabuľku pre odovzdávanie paketov • Riadiaca rovina: zostavenie a správa odovzdávacích tabuliek Fwd tab. Fwd tab. H2 R6 H2 R4 … … H1 H2 R4 R1 R3 R6 R2 R5

18. Transportná vrstva (4) • Služba: • Zabezpečuje bezchybné a súvislé end-to-end pripojenie • Prepínanie viacerých transportnych pripojení do jedného pripojenia • Rozdelenie jedného transportného pripojenia na viaceré sieťové pripojenia • Rozhranie: odosielanie paketu do daného cieľa • Protokol: Zabezpečuje spoľahlivosť a riadenie dátového toku • Príklady: TCP a UDP

19. Protokol TCP/IP • Protokol TCP / IP modelu OSI obsahuje 2 protokoly : • TCP (Transmission Control Protocol) - Poskytuje spoľahlivé zasielanie dát po sieti. • Charakteristika TCP :   - connection-oriented protokol (kontaktuje prijímateľa pred vyslaním dát)   - spoľahlivý prenos dát   - rozdeľuje odosielané dáta do segmentov   - skladá z doručených segmentov dáta   - posiela späť odosielateľovi všetko nedorazí k adresátovi • UDP (User Datagram Protocol) - zasiela dáta iným spôsobom ako TCP. Nezisťuje, či boli odoslané dáta prijaté adresátom, preto je nespoľahlivý, je definovaný štandardom RFC 768. • Charakteristika UDP :   - connection less protokol (nekontaktuje prijímateľa pred vyslaním dát)   - nespoľahlivý prenos dát   - zasiela správy - užívateľské datagramy   - neposkytuje žiadne softvérové overovanie doručenia   - neskladá z doručených datagramov dáta   - neposkytuje kontrolu toku dát

20. Relačná vrstva (5) • Služba: • Obojsmerná komunikácia (Full-duplex) • Správa prístupu • Synchronizácia • Rozhranie: závisí od služby • Úlohou je vytvoriť, prevádzkovať a ukončiť reláciu medzi dvoma aplikáciami. • Táto vrstva definuje užívateľké kontá, určuje kto má kedy zasielať dáta a vytvára rôzne možnosti relácie. • Protokoly: NFS, SQL, X-win, ASP

21. Prezentačná vrstva (6) • Táto vrstva OSI modelu sa zaoberá formátom a zrozumiteľnú reprezentáciou dát pre prijímajúce zariadenie. • Ak je to potrebné, dokáže transformovať dáta rozličných formátov • Protokol: definuje formát údajov, a pravidlá na preklad medzi jednotlivými formátmi • plní 3 funkcie :   - formátovanie dát (prezentácia)   - šifrovanie dát   - kompresia dát

22. Aplikačná vrstva (7) • Úlohou aplikačnej vrstvy, je poskytovať prístup užívateľským aplikáciam k sieti. • Aplikačná vrstva je spojivom medzi ostatnými vrstvamiOSI modelu a aplikáciami • Služba: akákoľvek služba poskytovaná koncovému užívateľovi • Rozhranie: závisí od aplikácie • Protokol: závisí od aplikácie • Príklady: FTP, Telnet, HTTP, E-mail, DNS

23. Telnet FTP DNS TCP UDP IP Packet radio LAN OSI vs. TCP/IP • OSI: definícia pojmov: služba, rozhranie, protokol • Internet: zabezpečuje úspešnú implementáciu • OSI model je v porovnaní s modelom TCP/IP starší. • TCP/IP model môžme považovať za nadstavbu, ktorá mala vyriešiť problémy zvniknuté po vybudovaní prvých sietí. • Technické špecifikácie IEEE a OSI v 2.vrstve sú veľmi podobné a sú kompatibilné. Aplikácia Prezentácia Aplikácia Relácia Prenos Prenos Internet Sieť Dátová linka Sieťový pristup Fyzická

24. Záver • Kľúčom technickej realizácie OSI sú komunikačné protokoly, ktoré poskytujú: - modularitu - abstrakciu - znovupoužitie

25. The End http://www.cnl.tuke.sk/~janockom/ccna