5. OSI Referans Modeli

OSI
KATMANLARI
OSI nedir?
 OSI öncelikle bir tanımlamadır. Datanın, kullanıcının
uygulamasından kablolara giden iletişim paketinin
hangi aşamalardan geçeceğini tanımlayan sistemdir.
 OSI Referans Modeli ISO (International Standard
Organization ) tarafından sunulan bir model üzerine
geliştirilmiştir. Bu model ISO OSI (Open Systems
Interconnection) Referans Modeli olarak anılır zira
açık sistemlerin yani diğer sistemlerle haberleşmeye
açık sistemlerin bağlantısı ile ilgilenir. OSI modeli
yedi katmandan oluşur.
Bu katmanların oluşturulmasında
uygulanan prensipler:
 1. Değişik seviye bir ayırım gerektiğinde bir katman
oluşturulmalıdır.
 2. Her katman iyi tanımlanmış bir fonksiyonu yerine
getirmelidir.
 3. Her katmanın fonksiyonu uluslararası standartlaştırılmış
protokoller açısından seçilmelidir.
 4. Katman sınırları arabirimler arası bilgi akışını en aza
indirecek şekilde seçilmelidir.
 5. Katmanların sayısı belirgin fonksiyonların aynı katmanlar
üzerinde atlama yapmayacak kadar geniş, mimariyi
hantallaştırmayacak kadar az olmalıdır.
OSI referans modelindeki katmanlar:
1. Uygulama (Application) katman
2. Sunum (Presentation) katman
3. Oturum (Session) katman
4. Taşıma (Transport) katman
5. Ağ (Network) katman
6. Veri iletim (Datalink) katman
7. Fiziksel (Physical) katmandır.
Uygulama katmanı [ Application Layer ]
Kullanıcı tarafında çalıştırılan tüm
uygulamalar bu katmanda tanımlıdır.
Kullanıcıya en yakın olan katmandır. Bu
katmanlar uygulama protokollerinden çok
uygulama protokolleri olarak ifade edilir. Bu
katmanda çalışan uygulamalara örnek olarak;
FTP (File Transfer Protocol), SNMP (Simple
Network Management Protocol) ve email
uygulamalarını verebiliriz.
Sunum katmanı [ Presentation Layer ]
 Bu katman adını amacından almıştır, yani bu katman
verileri uygulama katmanına sunarken veri üzerinde
bir kodlama ve dönüştürme işlemi yapar. Ayrıca bu
katmanda Compress/Decompress (sıkıştırma/Açma) ,
Şifreleme/Şifre çözme, EBCDIC dan ASCII ye veya
tam tersi dönüşüm işlemleri de yapılır.
 Sunum katmanı, kullanıcıların problemleri kendi
başlarına çözüm bulmaları yerine onlara yeterli bir
genel çözüm sunar. Kısaca, diğer alt katmanların
aksine, bit’ leri bir uçtan diğerine güvenilir bir
biçimde iletimleri ile ilgilenmek yerine oturum
katmanı iletilen bilginin söz dizimi ve semantiği ile
ilgilenir.
 Sunum servislerine tipik bir örnek standart, üzerinde
anlaşılan bir şekilde veriyi kodlamaktır. Birçok
kulanıcı programları rastgele bit dizilerini kendi
aralarında değişimini gerçekleştirmez. Değişik
bilgisayarlar karakter dizileri ve tamsayıları ifade
etmek için değişik kodlar kullanırlar. Bu bilgisayarlar
arasında veri değişimini standartlara uygun olarak
yerine getirmek sunum katmanının işidir.
 Bu katmanda tanımlanan bazı standartlar ise
şunlardır; PICT, TIFF, JPEG, MIDI, MPEG
Oturum Katman [ Session Layer ]
 Oturum katmanı, sanal olarak bilgisayarların birbirini fark
ettiği ortamdır. Yani; iki program karşılıklı olarak birbirini
fark edip bu katmanda iletişime geçer. Kısaca; iletişimde
bulunacak iki nokta arasındaki oturumun kurulması,
yönetilmesi ve sonlandırılmasını sağlar. Bir oturum taşıma
katmanının yaptığı gibi sıradan veri taşıma işini
gerçekleştirdiği gibi, bazı uygulamalarda çok yararlı gelişmiş
hizmetler de sunar. Yani; bir kullanıcının uzaktaki zamanpaylaşımlı bir sisteme bağlanmasını (Log on, log in) veya iki
makina arasında dosya transferi yapmasını sağlar.
 Oturum katmanın sunduğu hizmetlerden biri de sistemlerin
karşılıklı iletimlerinin yönetimidir. Oturumlar aynı anda tek
yönlü veya aynı anda çift yönlü veri akışına izin verebilirler.
Eğer trafik tek yönlü ise oturum katmanı iletim sırasının kimde
olduğu konusunda yardımcı olur.
 İlgili diğer bir oturum hizmeti token yönetimidir. Bazı protokoller
için, her iki tarafın aynı anda aynı işlevi yerine getirmeye
çalışmaması çok önemlidir. Bu aktiviteleri yönetmek için oturum
katmanı taraflar arasında değiştirilebilecek tokenlar sağlar. Token’ a
sahip taraf kiritik uygulamayı çalıştırma hakkına sahip olur.
 Diğer bir oturum servisi senkronizasyondur. Ortalama çökme
süresinin 1 saat olduğu bir ağda, iki makine arasında iki saatlik bir
dosya transferi sırasında ortaya çıkacak problemleri ele alalım. Her
çökmeden sonra dosya tranferi yeniden en baştan başlayacak ve bu
yüzden dosya tranferi belki de hiç gerçekleştirilemeyecektir. Bu
problemi ortadan kaldırmak için, otourum katmanı veri akımının
içine kontrol noktaları yerleştirir böylelikle bir çökmeden sonra en
son kontrol noktasından sonraki veri gönderilir.
 Programcilarin işi oturum katmanında biter.O yüzden ilk 3 katmana
software set(yazılım kümesi) denir.
 Bu katmanda çalışan protokollere örnek olarak NFS (Network File
System), SQL (Structured Query Language), RPC (Revate
Procedure Call), ASP (AppleTalk Session Protocol), DNA SCP
(Digital Network Arcitecture Session Control Protocol) ve X
Window verilebilir.
Taşıma Katmanı ( Transport Layer )
 Bu katmanda sıkça duyduğumuz TCP,SPX,NetBEUI gibi
protokoller çalışır ve genel olarak kendilerine iletilen
verinin içerik olarak doğruluğunu kontrol ederler.Eğer
içerikte bir hata/bozulma saptanırsa düzeltmek için
çalışılır.Uygulama katmanı doğrultusunda kendilerine
ulaşan veriler ağ içerisinde gönderilme boyutlarına
bölünür.Kendisinden önceki ve sonraki katmanlar
arasında verinin düzgün bir şekilde iletildiğine emin
olmak için katmanlar arası eklenen başlık bilgilerinden
yararlanır.Çalıştığı sistemdeki veriye ait uygulamayı
belirler ve karşı sistemde aynı programı bulup onunla bir
ba kurar.Bunuda sistemindeki programın verdiği
başlıkları okuyarak yapar.Ağ içerisinde bağlantıların
kurulumu ve sona erdirilmesi yine bu katman tarafından
yapılmaktadır.
Network Katmanı ( Network Layer )
 Routerlara gelen verilerin yönlendirilme işlemi bu
katmanda yapılır.Ağ içi veri akışı için routerda
belirlenen tablolar vardır.Bu tablolar sabit veya
değişken olabilir.Ağ içi trafiğin çok yoğun olduğu
yerlerde dinamik bir yapı kullanılarak "verinin en
kısa zamanda" hedefine ulaşması sağlanır.Normal ağ
koşullarında bu tabllar sabittir ve veri paketlerinin
gideceği yollar önceden belirlenmiştir.
 Ağ içerisindeki veri trafiği yine bu katman tarafından
düzenlenir ve olası veri çakışmalarına karşı önlem
alır.IP protokolunun çalışma alanıdır.
 Routerlı modemlerdeki "Route Table" bu
ayarlamaların yapıldığı kısımdır.
Veri Bağlantı Katmanı [ Data Link Layer ]
 Veri iletim katmanının 2 temel görevi vardır:
 - Kendisine gelen paketlerin başına değişik yapılardaki logic
işaretler koyarak çerçeveler(frame) oluşturma
 - Fiziksel katmana ulaşım stratejilerini belirleme.
 Network katmanından aldığı veri paketlerine hata kontrol
bitlerini ekleyerek çerçeve (frame) halinde fiziksel katmana
iletme işinden sorumludur. Ayrıca iletilen çerçevenin doğru
mu yoksa yanlış mı iletildiğini kontrol eder ,eğer çerçeve
hatalı iletilmişse çerçevenin yeniden gönderilmesini sağlamak
da bu katmanın sorumluluğundadır. Bu katmanda ,iletilen
çerçevenin hatalı olup olmadığını anlamak için CRC ( Cyclic
Redundancy Check) yöntemi kullanılır.
 Switch’ler ve Bridge’ler veri iletim katmanında tanımlıdırlar.
Fiziksel Katman [Physical Layer ]
 Verilerin fiziksel olarak hat/ kablo/ ortam üzerinden
aktarılması için gerekli işlemleri kapsar. Hub’lar
fiziksel katmanda tanımlıdırlar. Bu katmanda
tanımlanan standartlar taşınan verinin içeriğiyle
ilgilenmezler. Daha çok işaretin şekli ,fiziksel
katmanda kullanılacak konnektör türü , kablo türü
gibi elektiriksel ve mekanik özelliklerle ilgilenir.
 Ağ katmanı, veri iletim katmanı ve fiziksel katmana
ortam katmanları da denir. Uygulama, sunum, oturum
ve iletim katmanlarına ise host katmanı denir.
Bağlantı Aygıtları
 Bilgisayar ağı erişiminde genel olarak dört tip bağlantı
aygıtı kullanılır: tekrarlayıcı (repeater), köprü (bridge),
yönlendirici (router) ve geçit yolu (gateway).
Tekrarlayıcılar tamamen protokol bağımsız olarak fiziksel
katmanda çalışır ve fiziksel genişleme amaçlı
kullanılırlar. Geleneksel köprüler aynı protokolü kullanan
Yerel Ağlar arasında temel veri düzeyinde bağlantı sağlar.
Buna karşılık, geleneksel yönlendiriciler değişik tipteki
ağ protokollerini idare edebilecek şekilde
programlanabilirler ve böylelikle ayni geniş ağ alanı
üzerinde farklı tipteki Yerel Ağları ve bilgisayar
sistemlerini destekleyebilirler. Geçit yolları daha
karmaşık olup, işlem yoğunluklu protokol cevrimi
yaparak uygulamalar arasında işletilebilirliği
(interoperability) sağlarlar.
Tekrarlayıcı(Repeater)
Tekrarlayıcılar fiziksel katmanda çalışan
cihazlardır.
Tekrarlayıcının temel görevi bir fiziksel
ortamdaki (kablo, fiber-optik, radyo dalgası
vs.) sinyali alıp kuvvetlendirip bir diğer
fiziksel ortama vermektir. Ağların fiziksel
büyüklük sınırlarını daha da genişletmek
amacı ile kullanılan bu cihazlar ile kuramsal
olarak bir bilgisayar ağı sonsuza kadar
genişletilebilir.
Köprü(Bridge)
 OSI referans modelinin veri iletim (data link) katmanında
çalışırlar.
 Köprü cihazları temelde bağımsız iki ağın (farklı ağ
teknolojilerini kullanabilirler- Ethernet ve Token-Ring gibi)
birbirine bağlantısı için kullanılırlar. Bir köprü bağlandığı alt
ağlar üstündeki tüm trafiği yürütür. Her paketi okur, paketin
nereden geldiğini ve nereye gittiğini görmek için MAC (Media
Access Control) katman kaynağını ve yerleşim (destination)
adresini inceler. Bu süzme yeteneği mesajları yayınlamak ya
da yerel veri trafiğinin diğer ağ üzerine geçmesini engellemek
için etkili bir yol sağlar. Bazı köprüler adres süzmenin ve
protokol tipine bağlı süzgecin de ötesine gider.
 Köprülü ağlar, protokol çevrimlerinin olmadığı, güvenlik
gereksinimlerinin en az olduğu ve gereken tek şeyin basit
yönlendirme olduğu durumlarda başarılıdır.
Yönlendirici (Router)
 Yönlendiriciler OSI referans modelinin ağ (network)
katmanında çalışırlar.
 Bir köprü sadece paketlerin kaynağını ve gittiği yerin adresini
kontrol ederken bir yönlendirici çok daha fazlasını yapar. Bir
yönlendirici ağın tüm haritasını tutar ve paketin gittiği yere en
iyi yolu belirleyebilmek için tüm yolların durumunu inceler.
 Bir yönlendirici, OSI referans modelinin ağ katmanında genel
olarak tanımlanan protokollerle, yerel bölge ağlarını geniş
bölge ağlarına bağlar.
 Yönlendiriciler paketleri iki istasyon arasındaki en iyi yolu
gösteren yönlendirme tablosuna göre ilerleterek ağ üzerindeki
yolları en iyi şekilde kullanırlar.
Geçit yolları (Gateway)
Geçit yolları OSI referans modelinin üst
katmanlarında islerler. Geçit yolları sadece
farklı noktalardaki ağları bağlamakla kalmaz
aynı zamanda bir ağdan taşınan verinin diğer
ağlarla uyumlu olmasını da garanti ederler. Bu
bir server'da, minibilgisayarda ya da ana
bilgisayarda bulunan protokol cevirim
yazılımıyla yapılır.