Lagen in het OSI-model van een computernetwerk - dummies

Het OSI-model (Open System Interconnection) breekt de verschillende aspecten van een computernetwerk in zeven verschillende lagen. Elke volgende laag omhult de laag eronder en verbergt de details van de lagen erboven.

Het OSI-model is zelf geen netwerkstandaard in dezelfde zin als Ethernet en TCP / IP. Het OSI-model is eerder een raamwerk waarin de verschillende netwerkstandaarden kunnen passen. Het OSI-model specificeert welke aspecten van de werking van een netwerk kunnen worden aangepakt door verschillende netwerkstandaarden. Dus in zekere zin is het OSI-model een standaard van een standaard.

De eerste drie lagen worden soms de lagere lagen genoemd. Ze hebben betrekking op de mechanica van hoe informatie via een netwerk van de ene naar de andere computer wordt verzonden. Lagen 4-7 worden soms de bovenste lagen genoemd. Ze hebben betrekking op hoe applicaties zich tot het netwerk verhouden via interfaces voor applicatieprogrammering.

Laag 1: de fysieke laag

De onderste laag van het OSI-model is de fysieke laag. Het adresseert de fysieke kenmerken van het netwerk, zoals de soorten kabels die worden gebruikt om apparaten aan te sluiten, de typen connectoren die worden gebruikt, hoe lang de kabels kunnen zijn, enzovoort. De Ethernet-standaard voor de 100BaseT-kabel specificeert bijvoorbeeld de elektrische kenmerken van de kabels met getwist paar, de grootte en vorm van de connectoren, de maximale lengte van de kabels, enzovoort.

Een ander aspect van de Fysieke Laag is dat het de elektrische kenmerken specificeert van de signalen die worden gebruikt om gegevens over kabels van het ene netwerkknooppunt naar het andere te verzenden. De fysieke laag definieert geen specifieke betekenis voor die signalen anders dan de basis binaire waarden 0 en 1. De hogere niveaus van het OSI-model moeten betekenissen toekennen aan de bits die worden verzonden op de fysieke laag.

Eén type fysieke-laagapparaat dat gewoonlijk in netwerken wordt gebruikt, is een -repeater. Een repeater wordt gebruikt om signalen te regenereren wanneer u de kabellengte moet overschrijden die is toegestaan ​​door de Physical Layer-standaard of wanneer u een signaal van één kabel opnieuw moet distribueren naar twee of meer kabels.

Een oude 10BaseT-hub is ook een apparaat met fysieke laag. Technisch gezien is een hub een multipoort repeater omdat het doel is om elk signaal te regenereren dat wordt ontvangen op elke poort op alle andere poorten van de hub. Repeaters en hubs onderzoeken niet de inhoud van de signalen die ze regenereren. Als ze dat wel deden, zouden ze werken op de Data Link Layer, niet op de fysieke laag.

Laag 2: de gegevenskoppelingslaag

De gegevenskoppelingslaag is de laagste laag waaraan de betekenis wordt toegewezen aan de bits die via het netwerk worden verzonden. Datalink-protocollen pakken zaken aan, zoals de grootte van elk pakket gegevens dat moet worden verzonden, een manier om elk pakket aan te pakken zodat het wordt afgeleverd bij de beoogde ontvanger, en een manier om ervoor te zorgen dat twee of meer knooppunten niet proberen tegelijkertijd gegevens verzenden op het netwerk.

De Data Link Layer biedt ook basisfoutdetectie en -correctie om ervoor te zorgen dat de verzonden gegevens dezelfde zijn als de ontvangen gegevens. Als er een niet-corrigeerbare fout optreedt, moet de gegevensverbindingsstandaard opgeven hoe het knooppunt op de hoogte moet worden gesteld van de fout zodat deze de gegevens opnieuw kan verzenden.

In de Data Link Layer heeft elk apparaat op het netwerk een adres dat bekend staat als het Media Access Control-adres, of MAC-adres. Dit is het feitelijke hardwareadres dat in de fabriek aan het apparaat is toegewezen.

U kunt het MAC-adres voor de netwerkadapter van een computer zien door een opdrachtvenster te openen en de opdracht ipconfig / all uit te voeren.

Laag 3: de netwerklaag

De netwerklaag verzorgt de taak van het routeren van netwerkberichten van de ene computer naar de andere. De twee meest populaire Layer-3-protocollen zijn IP (meestal gekoppeld met TCP) en IPX (normaal gesproken gepaard met SPX voor gebruik met Novell- en Windows-netwerken).

Een belangrijke functie van de netwerklaag is logische adressering. Elk netwerkapparaat heeft een fysiek adres dat een MAC-adres, wordt genoemd en dat in de fabriek aan het apparaat is toegewezen. Wanneer u een netwerkinterfacekaart koopt om deze op een computer te installeren, kan het MAC-adres van die kaart niet worden gewijzigd. Maar wat als u een ander adresseringsschema wilt gebruiken om te verwijzen naar de computers en andere apparaten in uw netwerk? Dit is het concept van logische adressering; een logisch adres geeft een netwerkapparaat een plaats waar het op het netwerk kan worden benaderd - met behulp van een adres dat u toewijst.

Logische adressen worden gemaakt en gebruikt door netwerklaagprotocollen, zoals IP of IPX. Het Network Layer-protocol vertaalt logische adressen naar MAC-adressen. Als u bijvoorbeeld IP als netwerklaagprotocol gebruikt, krijgen apparaten in het netwerk IP-adressen toegewezen, zoals 207. 120. 67. 30. Omdat het IP-protocol een Data Link Layer-protocol moet gebruiken om pakketten naar apparaten te verzenden, IP moet weten hoe het IP-adres van een apparaat moet worden vertaald naar het juiste MAC-adres voor het apparaat. U kunt de opdracht ipconfig gebruiken om het IP-adres van uw computer te bekijken.

Een andere belangrijke functie van de netwerklaag is routering : het vinden van een geschikt pad door het netwerk. Routing komt in het spel wanneer een computer in het ene netwerk een pakket naar een computer op een ander netwerk moet verzenden. In dit geval stuurt een netwerklaagapparaat met de naam router het pakket door naar het bestemmingsnetwerk. Een belangrijk kenmerk van routers is dat ze kunnen worden gebruikt om netwerken met verschillende Layer-2-protocollen aan te sluiten.Een router kan bijvoorbeeld worden gebruikt om een ​​lokaal netwerk te verbinden dat Ethernet gebruikt voor een wide-area netwerk dat op een andere set van low-level protocollen, zoals T1, draait.

Laag 4: de transportlaag

De transportlaag is de basislaag waarop een netwerkcomputer communiceert met een andere netwerkcomputer. In de transportlaag vindt u een van de populairste netwerkprotocollen: TCP. Het belangrijkste doel van de transportlaag is ervoor te zorgen dat pakketten betrouwbaar en foutloos over het netwerk bewegen. De transportlaag doet dit door verbindingen tussen netwerkapparaten tot stand te brengen, de ontvangst van pakketten te bevestigen en pakketten opnieuw te verzenden die niet zijn ontvangen of beschadigd zijn wanneer ze aankomen.

In veel gevallen verdeelt het transportlaagprotocol grote berichten in kleinere pakketten die efficiënt over het netwerk kunnen worden verzonden. Het transportlaagprotocol brengt het bericht aan de ontvangende kant opnieuw samen en zorgt ervoor dat alle pakketten in één enkele verzending worden ontvangen en er geen gegevens verloren gaan.

Laag 5: de sessielaag

De sessielaag maakt sessies (instanties van communicatie en gegevensuitwisseling) tussen netwerkknooppunten. Er moet een sessie worden opgezet voordat gegevens via het netwerk kunnen worden verzonden. De sessielaag zorgt ervoor dat deze sessies goed zijn ingesteld en worden onderhouden.

Laag 6: de presentatielaag

De presentatielaag is verantwoordelijk voor het converteren van de gegevens die via het netwerk van het ene type representatie naar het andere worden verzonden. De presentatielaag kan bijvoorbeeld geavanceerde compressietechnieken toepassen, zodat er minder bytes aan gegevens nodig zijn om de informatie weer te geven wanneer deze over het netwerk wordt verzonden. Aan het andere einde van de transmissie decomprimeert de transportlaag de gegevens.

De presentatielaag kan de gegevens ook versleutelen voordat deze wordt verzonden en vervolgens aan de andere kant ontcijferen met behulp van een geavanceerde coderingstechniek.

Laag 7: de toepassingslaag

De hoogste laag van het OSI-model, de toepassingslaag, behandelt de technieken die toepassingsprogramma's gebruiken om met het netwerk te communiceren. De naam van deze laag is een beetje verwarrend omdat toepassingsprogramma's (zoals Excel of Word) eigenlijk geen deel uitmaken van de laag. De toepassingslaag vertegenwoordigt eerder het niveau waarop toepassingsprogramma's communiceren met het netwerk, met behulp van programmeerinterfaces om netwerkdiensten aan te vragen. Een van de meest gebruikte protocollen voor toepassingslagen is HTTP, dat staat voor HyperText Transfer Protocol. HTTP is de basis van het World Wide Web.