OSI Referans Modeli ve Katmanlı Haberleşme

OSI Referans Modeli ve Katmanlı Haberleşme

OSI (Open System Internetworking) ile birlikte farklı üreticilere ait donanımlar arası uyumsuzluk ortadan kalkmış ve bilgisayarlar arası iletişim ortak bir standarda oturmuştur. Bu katmanlar, oldukça geniş ve karmaşık olan kavram ve protokolleri daha küçük parçalara ayırarak, sorunların tespit edilmesini, donanım ve yazılımlarda gerekli olan uygulamaların yapılabilmesini sağlar.

               Katmanlı protokol spesifikasyonlarının faydaları şu şekilde listelenebilir;

• Kişilerin, protokol spesifikasyonunun detaylarını öğrenmeleri ve tartışmaları kolaylaşır.
• Katmanlar arasındaki standart arabirimler, modüler çalışmayı mümkün kılar.
• Farklı üreticilerin ürünlerinin aynı ağ üzerinde birbirleriyle haberleşebilmeleri için uygun ortam oluşur.
• Karmaşıklığın azaltılması, programların daha kolay değiştirilmesini ve böylece daha hızlı ürün geliştirilmesini sağlar.
• Bir katman, hemen kendi altındaki katmanın hizmetlerinden faydalanır.

Aynı Bilgisayar Üzerindeki Komşu Katmanların Etkileşimi:

               Veri gönderilirken, üstteki katman altta bulunan katmanlardan verinin gönderilmesine yardımcı olmalarını bekler. Alt katmanlar ise üstteki katmanların veriyi kendilerine belli bir formatta yani belli bir başlık ve adres bilgisi içerecek şekilde vermesini beklerler. Bu sebepten ötürü, bir sonraki seviyeye hizmet sağlayabilmek için katman kendisi ile bir üstündeki seviye arasındaki standart arabirimleri bilmek zorundadır.

               Bu arabirimler, N+1 katmanının N katmanından hizmet alabilmek için N katmanına neler sağlamak zorunda olduğunu ve veri alındığında, N katmanının N+1 katmanına hangi bilgileri sağladığını açıklayan terimler içerir. Örneğin, 4. Katman 5,6 ve 7. Katmanlardan başlık bilgileri ile birlikte kullanıcının ürettiği orijinal veriyi tek bir veri olarak görür. Uygulama veriyi Yarattıktan sonra, yazılım ve donanımlar uygun başlık ve kuyruk bilgisini ekleyerek, katmanların işlerini yapmasını sağlar.

Farklı Bilgisayar Üzerinde Bulunan Eş Katmanların Etkileşimleri:

               Bir katman, fonksiyonlarını başarılı bir şekilde uygulayabilmek için, başka bir bilgisayar üzerinde bulunan eşdeğer katman ile etkileşime girmek durumundadır. Örneğin, İletim katmanı veriyi gönderebilir, ancak eğer karşıdaki bilgisayar verinin alındığını onaylamazsa, gönderici makine hata giderme işlemini ne zaman yapacağını bilemez.

Veri Paketleme:

               Paketleme, verinin etrafına başlık ve kuyruk bilgilerinin yerleşmesi sürecidir. Her katman kendi başlığını yaratır ve bu başlığı, kendisine üst katmandan gelen verinin önüne yerleştirir. Böylece üst katman verisini paketlemiş olur. Veri paketleme 7 adımdan oluşur;

1. Uygulama veriyi yaratır. Uygulama katmanı, uygulama başlığını yaratıp bu başlığı verinin önüne ekler. Veri sunum katmanına aktarılır.
2. Sunum katmanı, sunum başlığını yaratır ve bu başlığı verinin önüne ekler, veri oturum katmanına aktarılır.
3. Oturum katmanı, oturum başlığını oluşturur ve bunun verinin önüne ekler. Veri iletim katmanına aktarılır.
4. İletim katmanı, iletim başlığını yaratıp onu veriye ekler. Veri ağ katmanına aktarılır.
5. Ağ katmanı, ağ başlığını yaratıp onu veriye ekler ve veri alttaki veri bağlantı katmanına aktarılır.
6. Veri bağlantı katmanı, veri bağlantı katmanı başlığını yaratıp onu verinin sonuna ekler ve veri fiziksel katmana aktarılır.
7. Fiziksel katman, çerçeveyi iletmek için kodladığı sinyali ortama bırakır.

Dikkat!! Fiziksel katman paketleme yapmaz çünkü başlık ya da kuyruk eklemez!!!

5 Adımlı Süreç:

               LxPDU terimi, x katmanlarından birisinin sayısını belirtmek üzere, o katman için başlık ve kuyruk bilgisi eklenen bitleri ve paketlenmiş veriyi temsil eder.

1. Verinin yaratılması
2. Verinin iletilmek üzere paketlenmesi
3. Hedef ağ katmanı adresinin veriye eklenmesi
4. Hedef veri bağlantı adresinin veriye eklenmesi
5. Bitlerin gönderilmesi

İletim Katmanı:

               İletim katmanı, gönderilecek verinin bozulmadan güvenli bir şekilde karşı taraftaki bilgisayara ulaştırılmasından sorumlu katmandır. Bilgisayarların sanal olarak iletişim kurmaları için iletişimi başlatma, yönetme ve sonlandırma görevleri vardır. Verinin bozulmadan güvenli şekilde gönderilip gönderilemediğini kontrol eder, eğer sorun varsa tekrar gönderim işlemini yönetir. İletim katmanının en önemli fonksiyonlarından ikisi hata giderme ve akış kontrolüdür.

               Hata giderme, protokolün veri kaybı olduğu zaman harekete geçerek, verinin yeniden iletilmesini sağladığı anlamına gelir.

               Akış Kontrolü, bir bilgisayarın veri gönderme hızını kontrol etme sürecidir. Ağın o anda kaldırabileceği veri aktarım hızında gönderim yapıp gereksiz tıkanmaların önüne geçer. Akış kontrolünde üç önemli özellik vardır, bunlar;

1. Ara belleğe alma (Buffering): data akış hızına müdahale etmeden alınan data, kapasiteyi aştığında ara belleğe yer açma işlemi
2. Tıkanmanın engellenmesi (Congestion Avoidance): karşı bilgisayarın arabelleği dolduğunda paket gönderimini durdurma ya da yavaşlatma işlemi
3. Pencere kaydırma (Windowing):Bir pencere, göndericinin karşı tarafın onayı olmadan gönderebileceği max veri miktarıdır. Pencere dolana kadar onay alınmamış ise, gönderici onay alınması için beklemek zorundadır.

Connetion-oriented protocol: Veri transferi başlamadan önce çeşitli mesajların gönderilip alınamsını ya da iki uç nokta arasında daha önceden bir anlaşma sağlanmasını gerektiren protokol

Connectionles Protocol: Veri transferi başlamadan önce çeşitli mesajların gönderilip alınamsını ya da iki uç nokta arasında daha önceden bir anlaşma sağlanmasını gerektirmeyen protokol

Veri Bağlantı Katmanı:

               Veri bağlantı katmanı, ağdaki bilgisayarların tanımlanması, hattın hangi bilgisayar tarafından kullanıldığını belirlenmesi ve fiziksel katmandan gelen verinin hata denetimini yapan katmandır. LLC ve MAC adındaki iki alt katmandan oluşur.

               MAC (Media Access Control) alt katmanı, ağ katmanından aldığı veri paketlerine hata kontrol bitlerini ekleyerek çerçeve halinde fiziksel katmana iletme işinden sorumludur. Çerçevenin doğru iletilip iletilmediği yine MAC alt katmanının görevidir.

               LLC (Logical Link Control) alt katmanı, bir üst katman olan ağ katmanı için geçiş katmanı görevini üstlenir. Protokole özel mantıksal portlar oluşturur. Bu sayede kaynak ve hedef makineler aynı protokollerde iletişime geçer. Hedef makineye işleyebildiğinden fazla veri paketi gönderilmesini LLC engeller.

               Veri bağlantı protokollerinin fonksiyonlarını açıklayan 4 bileşen şunlardır;

• Arbitrasyon: Fiziksel ortamı kullanmanın ne zaman uygun olacağına karar verir.
• Adresleme: Gönderilen verinin doğru alıcı tarafından alındığını ve işlendiğini garanti altına alır
• Hata tespiti: Gönderilen verinin ortamdan başarıyla iletilip iletilmediğine karar verir.
• Paketlenmiş verinin tanınması: Veri bağlantı başlığından sonra gelen başlığın tipine karar verir

Ağ Katmanı:

               Ağ katmanı, gelen veri paketlerinin ağ adreslerini kullanarak uygun ağlara yönlendirilmesini sağlar.

               Yönlendirme üç adımda yapılır; Veri kaynak bilgisayardan yakındaki router’a gönderilir, yakındaki router veriyi hedef makinenin yakınındaki bir başka router’a gönderir ve sonra veri hedef makineye ulaşır.

               Adresleme, adreslerin en önemli özelliği, mantıksal biçimde gruplandırılabilecek şekilde tasarlanmalarıdır.

Bu yazımızda OSI Referans Modeli ve Katmanlı Haberleşme konusunu sunduk iyi çalışmalar dilerim.