A számítógépes hálózatok
ISO - OSI szabvány
A hálózati rétegek megvalósítására a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (International Standard Organisation, ISO) definiált egy hivatkozási modellt, amely a csomópontok közötti kommunikáció folyamatát írja le. Az ajánlás a „Nyílt rendszerek összekapcsolása” (Open System Interconnect) nevet kapta. Az OSI‑modell hét réteget határoz meg, melyből az alsó három réteg jellemzően a számítógép hardverével kapcsolatos, a felsőbb négy réteg megvalósítása viszont szoftverfeladat.
Alapelvek:
A rétegek különböző absztrakciós szinteket képviseljenek.Minden réteg jól definiált feladatot hajtson végre.
A rétegek feladatának megválasztásakor nemzetközileg elfogadott szabványok kialakítására kell törekedni.
A rétegek száma megfelelő legyen.
Különböző feladatok ne kerüljenek egy rétegbe.
A szerkezet ne legyen nehezen kezelhető.
ISO - OSI rétegek
Fizikai réteg
A bitek kommunikációs csatornára bocsátásáért felel.
Az OSI‑modell alján helyezkedik, amely a hálózat fizikai jellemzőivel áll kapcsolatban: milyen kábelek és csatlakozók használhatóak, a kábelek milyen hosszúak lehetnek stb.
A fizikai réteg másik nézőpontja a hálózaton továbbított elektronikus jelek leírása, pl. a logikai 1 és 0 szintjének meghatározására.
A fizikai réteg eszközei pl. a repeater és a hálózati csatolókártya.
Adatkapcsolati réteg
Az adatkapcsolati réteg elsődleges feladata, hogy a hálózat csomópontjai között hibamentes átvitelt biztosítson illetve az adatkeretek kezelése.
Míg a fizikai réteg csak az egyes jelekkel (0, 1) foglalkozott, addig az adatkapcsolati réteg a jelek sorozatát ún. adatkeretekben vizsgálja. Az adatkeretek többnyire n x 100 byte hosszúságúak. A küldő gép adatkapcsolati rétege a keret tartalmát felhasználva elvégez egy számítást az adatkereten, melynek eredményét hozzácsatolja a kerethez. A fogadó gép adatkapcsolati rétege megismétli ezt a műveletet és a kapott eredményt összehasonlítja a kerethez csatolt értékkel, ezzel biztosítva a keretek sérülésmentességének ellenőrzését. Ha a keret sérülésmentes, akkor a fogadó gép adatkapcsolati rétege küld egy ún. nyugtajelet a küldő gép adatkapcsolati rétegének.
Az adatkapcsolati réteg szintjén minden egyes hálózati eszköz egyedi azonosítóval rendelkezik, amelyet az eszköz gyártása során rendelnek az eszközhöz. Ez az azonosító az ún. MAC (Media Access Controll - Fizikai cím).
Az adatkapcsolati réteg eszközei közé tartozik pl. a bridge (híd) és a switch.
Hálózati réteg
Kommunikációs alhálózatok működését vezérli.
Csomagok forrás- és célállomás közötti útvonalának meghatározása:
A hálózati réteg végzi a számítógépes hálózatokban a számítógépek közötti kommunikáció során az adatok útvonalának megválasztását (amennyiben több útvonal is rendelkezésre áll az adatok továbbítására). Az itt alkalmazott protokoll feladata tahát az útválasztás és a logikai címzés.
Ha az adatokat többféle úton (esetleg különböző típusú hálózatokon) kell továbbítani, akkor a MAC alapján ez nem lehetséges, mert a MAC nem tartalmaz információt arról, hogy az adott eszköz melyik hálózatban található.
Ha olyan címzési módszert akarunk használni, ahol az eszköz azonosítója információt szolgáltat arról is, hogy az adott eszköz melyik hálózatban helyezkedik el, illetve amelyeknél mi határozhatjuk meg az eszközök azonosítására szolgáló címet, akkor a logikai címzést kell használnunk.
A logikai címzést a hálózati réteg protokolljaival valósíthatjuk meg, (ilyen pl. az IP (Internet Protocol), amelyet rendszerint párban használnak a TCP-vel (Transmission Control Protocol), azaz a hálózati protokoll feladata, hogy a MAC azonosítókhoz hozzárendeljék a megfelelő logikai címet, amely alapján már azonosítható nem csak az eszköz, de az a hálózat is, amelyben az eszköz található.
Szállítási réteg
A szállítási réteg azért felel, hogy az adatcsomagok megbízhatóan és hibamentesen eljussanak az egyik számítógéptől a másikig. Ezt úgy teszi, hogy kapcsolatot teremt a hálózati eszközök között, nyugtázza a csomagok kézbesítését és újra elküldi az elveszett vagy sérült csomagokat.
A szállítási réteg a nagyméretű adatcsomagokat kisebb méretű csomagokká darabolja a hatékonyabb szállítás érdekében. A fogadó számítógép ezeket a csomagokat összeilleszti, és megvizsgálja, hogy minden adatcsomag megérkezett‑e?
Viszonyréteg
Lehetővé teszi kapcsolati viszony létesítését két számítógép között.
A kapcsolati viszony (session) azt jelenti, hogy két számítógép között kiépül a kommunikációs kapcsolat, adatok jutnak el egyik géptől a másikig (szállítási réteg feladata), majd az adatáramlás befejezésével a kapcsolat megszűnik a két gép között.
A viszonyréteg háromféle kommunikációs módot tesz lehetővé:
1. Simplex: Az adatok továbbítása csupán egy irányban történhet.
2. Half-duplex: Az adatok továbbítása kétirányú, de adott időpillanatban vagy csak az egyik, vagy csak a másik irányba történhet.
3. Duplex: Az adatok továbbítása egyszerre lehetséges mindkét irányban.
Megjelenítési réteg
A megjelenítési (prezentációs) réteg felel azért, hogyan jelennek meg az adatok az alkalmazások számára.
Pl. a legtöbb számítógép és operációs rendszer (Windows, Unix, Macintosh) ún. ASCII kódolást használ az adatok kódolására. Azonban más számítógépek (pl. IBM mainframe-ek) EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) kódolást használnak. Az ASCII és az EBDIC nem kompatibilisek egymással, ezért ha egy Windows-t futtató számítógép kapcsolódni akar egy IBM mainframe-hez, a megjelenítési réteg feladata az adatkonverzió elvégzése.
A megjelenítési réteg az adatkonverzión túl képes az adatok tömörítésére és titkosítására is.
Alkalmazási réteg
Az alkalmazási réteg (az OSI modell legfelső rétege) a felhasználói programok számára biztosítja a hálózati kommunikációt. Az elnevezés megtévesztő lehet, mert pl. az Outlook Express nem része a rétegnek, de a kimenő levelek továbbításáért felelős protokoll (SMTP, Simple Mail Transfer Protocoll) igen.
Néhány ismertebb protokoll:
FTP (File Transfer Protocoll): fájlok átvitele;
Telnet: távoli bejelentkezés;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocoll): kimenő levelek továbbítása.