Mô hình OSI Tiếng Việt

Mơ hình OSI MƠ HÌNH OSI CHỨC NĂNG CỦA CÁC TẦNG GIAO THỨC TRONG MƠ HÌNH OSI Mơ hình kết nối hệ thống mở OSI mơ hình tiến trình truyền thơng, thiết lập tiêu chuẩn kiến trúc mạng mức Quốc tế, sở chung để hệ thống khác liên kết truyền thông với Mô hình OSI tổ chức giao thức truyền thơng thành tầng, tầng giải phần hẹp tiến trình truyền thơng, chia tiến trình truyền thơng thành nhiều tầng tầng có nhiều giao thức khác thực nhu cầu truyền thông cụ thể Nguyên tắc định nghĩa tầng hệ thống mở Mơ hình OSI tn theo ngun tắc phân tầng sau: Mơ hình gồm N = tầng OSI hệ thống mở, phải có khả kết nối với hệ thống khác nhau, tương thích với chuẩn OSI Q trình xử lý ứng dụng thực hệ thống mở, trì hoạt động kết nối hệ thống Thiết lập kênh logic nhằm mục đích thực việc trao đổi thơng tin thực thể Mơ hình OSI Các giao thức mơ hình OSI Trong mơ hình OSI có hai loại giao thức sử dụng: giao thức hướng liên kết (Connection – Oriented) giao thức không liên kết (Connectionless) Giao thức hướng liên kết Trước truyền liệu, thực thể đồng tầng hai hệ thống cần phải thiết lập liên kết logic Chúng thương lượng với tập tham số sử dụng giai đoạn truyền liệu, cắt/hợp liệu, liên kết hủy bỏ Thiết lập liên kết logic nâng cao độ tin cậy an toàn q trình trao đổi liệu Giao thức khơng liên kết Dữ liệu truyền độc lập tuyến khác Với giao thức không liên kết có giai đoạn truyền liệu Vai trò chức chủ yếu tầng Vai trò chức tầng ứng dụng (Application Layer) Lớp mơ hình OSI lớp Application (lớp ứng dụng), lớp 7, hỗ trợ ứng dụng tiến trình liên quan đến người dùng cuối Đối tác truyền thông, chất lượng dịch vụ, xác thực người dùng, quyền riêng tư ràng buộc cú pháp liệu xem xét xác định lớp Tất thứ lớp cụ thể thành ứng dụng Lớp cung cấp dịch vụ ứng dụng cho truyền file, email dịch vụ phần mềm mạng khác Telnet, FTP ứng dụng nằm hoàn toàn trong cấp Application, kiến trúc ứng dụng phân tầng phần lớp Tuy nhiên, bạn cần nắm rằng, lớp không ám đến ứng dụng mà người dùng chạy, thay vào cung cấp tảng làm việc (framework) mà ứng dụng chạy bên Để hiểu lớp ứng dụng thực gì, giả dụ người dùng muốn sử dụng Internet Explorer để mở FTP session truyền tải file Trong trường hợp cụ thể này, lớp ứng dụng định nghĩa giao thức truyền tải Giao thức truy cập trực tiếp đến người dùng cuối mà người dùng cuối phải sử dụng ứng dụng thiết kế để tương tác với giao thức truyền tải file Trong trường hợp này, Internet Explorer làm ứng dụng Mơ hình OSI Ví dụ lớp Application bao gồm: trình duyệt WWW, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP Nhiệm vụ tầng xác định giao diện người sử dụng môi trường OSI Bao gồm nhiều giao thức ứng dụng cung cấp phương diện cho người sử dụng truy cập vào môi trường mạng cung cấp dịch vụ phân tán Khi thực thể ứng dụng AE (Application Entity) thiết lập, gọi đến phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (Application Service Element) Mỗi thực thể ứng dụng gồm nhiều phần tử dịch vụ ứng dụng Các phần tử dịch vụ ứng dụng phối hợp môi trường thực thể ứng dụng thông qua liên kết gọi đối tượng liên kết đơn SAO (Single Association Object) SAO điều khiển việc truyền thông cho phép hóa kiện truyền thơng Vai trị chức tầng trình bày (Presentation Layer) Lớp Presentation thực số công việc phức tạp hơn, nhiên thứ mà lớp thực tóm gọn lại câu Lớp lấy liệu cung cấp lớp ứng dụng, biến đổi chúng thành định dạng chuẩn để lớp khác hiểu định dạng Tương tự lớp biến đổi liệu mà nhận từ lớp session (lớp dưới) thành liệu mà lớp Application hiểu Lý lớp cần thiết đến ứng dụng khác có liệu khác Để việc truyền thơng mạng thực cách liệu cần phải cấu trúc theo chuẩn Ví dụ lớp Presentation gồm mã hóa, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, PICT, JPEG Mơ hình OSI Tầng trình bày giải vấn đề liên quan đến cú pháp ngữ nghĩa thông tin truyền Biểu diễn thông tin người sử dụng phù hợp với thông tin làm việc mạng ngược lại Thông thường biểu diễn thông tin ứng dụng nguồn ứng dụng đích khác ứng dụng chạy hệ thống khác Tầng trình bày phải chịu trách nhiệm chuyển đổi liệu gửi mạng từ loại biểu diễn sang loại biểu diễn khác Để đạt điều cung cấp dạng biểu diễn truyền thông chung cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục sang biểu diễn chung ngược lại Vai trò chức tầng phiên (Session Layer) Khi liệu biến đổi thành định dạng chuẩn, máy gửi thiết lập phiên – session với máy nhận Đây lớp đồng hố trình liên lạc hai máy quản lý việc trao đổi liệu Lớp phiên chịu trách nhiệm cho việc thiết lập, quản lý chấm dứt session với máy từ xa Một điểm thú vị lớp session có liên quan gần với lớp Application với lớp Physical Có thể số người nghĩ việc kết nối session mạng chức phần cứng, thực tế session lại thiết lập ứng dụng Nếu người dùng chạy nhiều ứng dụng số ứng dụng thiết lập session với tài nguyên xa thời điểm Ví dụ lớp Session NFS, NetBios names, RPC, SQL Mơ hình OSI Tầng phiên cho phép người sử dụng máy khác thiết lập, trì đồng phiên truyền thơng họ với Nói cách khác tầng phiên thiết lập “các giao dịch” thực thể đầu cuối Dịch vụ phiên cung cấp liên kết đầu cuối sử dụng dịch vụ phiên cho trao đổi liệu cách đồng kết thúc giải phóng liên kết Sử dụng thẻ (Token) để thực truyền liệu, đồng hóa hủy bỏ liên kết phương thức truyền đồng thời hay luân phiên Thiết lập điểm đồng hóa hội thoại Khi xảy cố khơi phục hội thoại điểm đồng hóa thỏa thuận Vai trò chức tầng vận chuyển (Transport Layer) Lớp Transport hay lớp giao vận chịu trách nhiệm chuyển liệu hệ thống đầu cuối máy chủ (host) Hệ điều hành Windows cho phép người dùng chạy nhiều ứng dụng cách đồng thời, mà nhiều ứng dụng, thân hệ điều hành cần phải truyền thông mạng đồng thời Lớp Transport lấy liệu từ ứng dụng tích hợp tất liệu vào luồng Lớp chịu trách nhiệm cho việc cung cấp vấn đề kiểm tra lỗi thực khôi phục liệu cần thiết Bản chất mà nói, lớp Transport chịu trách nhiệm cho việc bảo đảm tất liệu truyền từ máy gửi đến máy nhận Ví dụ lớp Transport SPX, TCP, UDP Là tầng cao liên có liên quan đến giao thức trao đổi liệu hệ thống mở, kiểm soát việc truyền liệu từ nút tới nút (End-to-End) Thủ tục tầng (vật lý, liên kết liệu mạng) phục vụ việc truyền liệu tầng kề hệ thống Các thực thể đồng tầng hội thoại, thương lượng với trình truyền liệu Mơ hình OSI Tầng vận chuyển thực việc chia gói tin lớn thành gói tin nhỏ trước gửi đánh số gói tin đảm bảo chúng chuyển theo thứ tự Là tầng cuối chịu trách nhiệm mức độ an toàn truyền liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc nhiều vào chất tầng mạng Tầng vận chuyển thực việc ghép kênh (multiplex) vài liên kết vào liên kết nối để giảm giá thành Vai trò chức tầng mạng (Network Layer) Lớp mạng Network lớp có trách nhiệm định xem liệu đến máy nhận Lớp nắm thành phần việc định địa chỉ, định tuyến, giao thức logic Do loạt dành cho người bắt đầu làm quen với kiến thức mạng nên không chuyên sâu vào kỹ thuật, nhiên chúng tơi nói qua lớp mạng tạo đường logic biết đến mạch ảo máy nguồn máy đích Mạch ảo cung cấp gói liệu riêng lẻ để chúng đến đích chúng Bên cạnh lớp mạng chịu trách nhiệm cho việc quản lý lỗi nó, cho việc điều khiển xếp chuỗi điều khiển tắc nghẽn Việc xếp gói cần thiết giao thức giới hạn kích thước tối đa gói Số lượng liệu phải truyền thường vượt q kích thước gói lớn Chính mà liệu chia nhỏ thành nhiều gói nhỏ Khi điều xảy ra, lớp mạng gán vào gói nhỏ số thứ tự nhận dạng Khi liệu đến máy tính người nhận lớp mạng lại kiểm tra số thứ nhận dạng gói sử dụng chúng để xếp liệu mà chúng chia lúc trước từ phía người gửi, bên cạnh cịn có nhiệm vụ gói bị thiếu q trình gửi Mơ hình OSI Nếu bạn chưa hiểu kỹ khái niệm này, hình dung bạn cần gửi mail tài liệu có dung lượng lớn đến người bạn mình, khơng có phong bì đủ lớn Để giải vấn đề bạn phải chia nhỏ số trang vào phong bì nhỏ, sau dán nhãn phịng bì lại để bạn bạn biết thứ tự trang Điều tương tự mà lớp mạng thực Ví dụ lớp Network Apple Talk DDP, IP, IPX Tầng mạng thực chức chọn đường (routing) cho gói tin nguồn tới đích mạng khác mạng Đường cố định, định nghĩa bắt đầu hội thoại đường động (Dynamic) thay đổi với gói tin tùy theo trạng thái tải tức thời mạng Trong mạng kiểu quảng bá (Broadcast) routing đơn giản Một chức quan trọng khác tầng mạng chức điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control) Nếu có nhiều gói tin lưu chuyển đường xảy tình trạng tắc nghẽn Thực chức giao tiếp mạng gói tin từ mạng sang mạng khác để tới đích Vai trị chức tầng liên kết liệu (Data Link Layer) Tại lớp Data Link, gói liệu mã hóa giải mã thành bit Nó cho biết giao thức truyền tải, quản lý xử lý lỗi lớp vật lý Physical, điều khiển luồng đồng khung Lớp liên kết liệu Data Link chia nhỏ thành hai lớp khác; Media Access Control (MAC) Logical Link Control (LLC) MAC thiết lập nhận dạng môi trường mạng thông qua địa MAC Địa Mơ hình OSI MAC địa gán cho adapter mạng mức phần cứng Đây địa sử dụng cuối gửi nhận gói Lớp LLC điều khiển đồng khung, điều khiển luồng cung cấp mức kiểm tra lỗi Ví dụ lớp Data Link PPP, FDDI, ATM, IEEE 802.5/ 802.2, IEEE 802.3/802.2, HDLC, Frame Relay Chức chủ yếu tầng liên kết liệu thực thiết lập liên kết, trì hủy bỏ liên kết liệu Kiểm soát lỗi kiểm sốt lưu lượng Chia thơng tin thành khung thơng tin (Frame), truyền khung xử lý thông điệp xác nhận (Acknowledgement Frame) từ bên máy thu gửi Tháo gỡ khung thành chuỗi bit không cấu trúc chuyển xuống tầng vật lý Tầng bên thu, tái tạo chuỗi bit thành khung thông tin Đường truyền vật lý gây lỗi, nên tầng liên kết liệu phải giải vấn đề kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng, kiểm soát lưu lượng, ngăn không để nút nguồn gây “ngập lụt” liệu cho ben thu có tốc độ thấp Trong mạng quảng bá, tầng MAC (Medium Access Sublayer) điều khiển việc trì nhập đường truyền Vai trị chức tầng vật lý (Physical Layer) Lớp vật lý Physical mơ hình OSI truyền tải luồng bit, xung điện, tín hiệu radio ánh sáng thong qua mạng mức điện máy móc Nó ám đến chi tiết kỹ thuật phần cứng Lớp vật lý định nghĩa đặc điểm định thời điện áp Lớp định nghĩa chi tiết kỹ thuật phần cứng sử dụng adapter mạng cáp mạng (thừa nhận kết nối kết nối dây) Để đơn giản hóa, lớp vật lý định nghĩa để truyền phát nhận liệu Ví dụ lớp vật lý Ethernet, FDDI, B8ZS, V.35, V.24, RJ45 Mơ hình OSI Tầng vật lý tầng thấp mơ hình lớp OSI Các thực thể tầng giao tiếp với qua đường truyền vật lý Tầng vật lý xác định chức năng, thủ tục điện, cơ, quang để kích hoạt, trì giải phóng kết nối vật lý hệ thống mạng Cung cấp chế điện, hàm, thủ tục, … nhằm thực việc kết nối phần tử mạng thành hệ thống phương pháp vật lý Đảm bảo cho yêu cầu chuyển mạch hoạt động nhằm tạo đường truyền thực cho chuỗi bit thông tin Các chuẩn tầng vật lý chuẩn xác định giao diện người sử dụng môi trường mạng Các giao thức tầng vật lý có hai loại: truyền dị (Asynchronous) truyền đồng (Synchronous) Mơ hình OSI Tóm tắt chức tầng giao thức OSI Tầng Chức chủ yếu Giao thức – Application Giao tiếp người môi trường mạng Ứng dụng – Presentation Chuyển đổi cú pháp liệu để đáp ứng yêu cầu truyền thông ứng dụng Giao thức - Session Quản lý liên lạc thực thể cách thiết lập, trì, đồng hóa hủy bỏ phiên truyền thơng ứng dụng – Transpost Vận chuyển thông tin máy chủ (End to End) Kiểm soát lỗi luồng liệu – Network Thực chọn đường đảm bảo trao đổi thông tin liên mạng với cơng nghệ chuyển mạch thích hợp Giao thức mạng – Data Link Tạo/gỡ bỏ khung thông tin (Frames), kiểm soát luồng kiểm soát lỗi Thủ tục kiểm soát - Physical Đảm bảo yêu cầu truyền/nhận chuỗi bit qua phương tiện vật lý Giao diện DTE - DCE Biến đổi mã Giao thức phiên Giao thức Giao vận 10 Mơ hình OSI Thiết bị chuyển mạch Switch được phân chia thành Layer (các tầng hoặc lớp) gồm: Switch Layer – Access Switch Switch layer (Tầng Lớp 1) lớp mơ hình cổ thiết bị chuyển mạch thời kỳ sơ khai gọi Hub (bợ lặp) Một hub (một cổng vào, nhiều cổng ra), lặp (một cổng vào, cổng ra), thiết bị mạng đơn giản không quản lý lưu lượng truy cập đến qua Bất kỳ gói tin đưa vào Switch Layer từ cổng “lặp lại” chuyển tới tất thiết bị mạng qua cổng khác ngoại trừ cổng nhập vào Vì gói lặp lại truyền tất cổng khác gây ảnh ảnh hưởng làm giảm băng thông toàn hệ thống mạng LAN (nội bộ), điều gây nên giới hạn dung lượng chung Switch Layer Bộ lặp dùng để bù suy hao tín hiệu cách chuyển tiếp tất tín hiệu điện đến từ cổng vào tới cổng sau khuếch đại Trong hub dùng để nối với nhiều thiết bị ethernet Switch Layer - Distribution Switch Switch layer cầu nối với nhiều port, port đoạn Ethernet LAN, biệt lập với port cịn lại Việc truyền gói tin dựa hồn tồn vào địa MAC địa IP chứa gói, khơng truyền chưa biết địa gốc Việc truyền gói tin Switch Layer diễn sau: gói tin gửi từ Host với đích đến đánh dấu địa MAC địa IP máy đích gói tin gửi đến Switch Layer lưu nhớ tạm Switch Switch Layer đọc thơng tin đích đến địa MAC địa IP máy đích, sau lọc liệu từ bảng địa MAC địa IP có sẵn để biết máy đích nằm cổng chuyển tiếp gói tin đến cổng có địa MAC máy đích Việc thu thập tạo bảng địa chỉ MAC địa chỉ IP của Switch Layer diễn sau: Khi mạng khởi chạy, Switch layer bắn gói tin Broadcast tới tất host mạng host có quyền tiếp nhận khơng tiếp nhận 11 Mơ hình OSI gói tin Broadcast Host tiếp nhận, sau bắn trả lại gói tin trả cho Switch layer Switch thu thập thơng tin địa IP, địa MAC Host lưu trữ chúng lại bảng với mục đích sử dụng để truy xuất liệu địa IP địa MAC cho lần truyển tiếp gói tin mạng Lợi ích Switch L2 • Các thiết bị kết nối gián tiếp thơng qua port switch Layer • Switch Layer làm cho host hoạt động chế độ song cơng (có thể đọc – ghi, nghe – nói) lúc • Khơng cần phải chia sẻ băng thông Các port switch định băng thơng truyền • Giảm tỷ lệ lỗi frame Frame kiểm tra lỗi Các gói tin tốt nhận lưu lại trước chuyển (cơng nghệ store-andforward) • Có thể giới hạn lưu lượng truyền mức ngưỡng Một Switch Layer kèm với loại giao diện khác 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps… hỗ trợ giao tiếp full-duplex cổng Nó tạo điều kiện mở rộng mạng kết nối với phần lại mạng thông qua cổng tốc độ cao gọi cổng uplink kết nối với thiết bị chuyển mạch L2 khác định tuyến L3 Switch layer – Core Switch Switch layer bản, kết hợp khả định tuyến Router thêm vào Switch layer tiêu chuẩn Sự khác biệt hoạt động chuyển tiếp gói tin định tuyến chuyển đổi lớp thực thi thực tế Trong router có mục đích chung, việc chuyển tiếp thường thực phần mềm chạy vi xử lý xử lý mạng , cơng tắc lớp thực hoạt động phần cứng mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng chuyên dụng (ASIC) Hoạt động Switch Layer dựa địa IP (đích) lưu trữ tiêu đề IP datagram Sự khác biệt chuyển đổi Switch layer định tuyến cách thiết bị đưa định định tuyến Theo truyền thống, định tuyến sử dụng vi xử lý để đưa định chuyển tiếp phần mềm, chuyển đổi thực chuyển mạch gói dựa 12 Mơ hình OSI phần cứng (bằng ASIC chuyên dụng với trợ giúp nhớ địa ).Tuy nhiên, số định tuyến truyền thống có chức phần cứng tiên tiến số mô hình cao cấp Ưu điểm của Switch layer Ưu điểm switch layer tiềm cho độ trễ mạng thấp gói tin định tuyến mà không cần phải thực thêm bước nhảy mạng cho router Ví dụ, kết nối hai phân đoạn riêng biệt (ví dụ VLAN ) với định tuyến cho chuyển đổi lớp tiêu chuẩn yêu cầu chuyển frame đến switch (L2 lớp đầu tiên), sau đến router (L2 lớp thứ hai), nơi gói tin bên khung định tuyến (L3 hop) sau quay trở lại cơng tắc (thứ ba L2 hop) Chuyển đổi lớp hoàn thành nhiệm vụ tương tự mà khơng cần router (và bổ sung) cách tự định tuyến định tuyến, tức gói định tuyến đến mạng khác chuyển sang cổng mạng đích đồng thời Bởi nhiều thiết bị chuyển mạch layer cung cấp chức tương tự định tuyến truyền thống, chúng sử dụng thay độ trễ thấp hơn, rẻ số mạng Switch layer thực thao tác sau thực định tuyến: Xác định đường dẫn dựa địa logic Chạy lớp tổng kiểm tra (chỉ tiêu đề) Sử dụng thời gian để sống (ttl) Xử lý trả lời thông tin tùy chọn Cập nhật trình quản lý giao thức quản lý mạng đơn giản (snmp) với thông tin sở thông tin quản lý (mib) • Cung cấp bảo mật • • • • • Những lợi ích của Switch Layer bao gồm: • Chuyển tiếp gói phần cứng nhanh • Chuyển mạch gói hiệu suất cao • Khả mở rộng tốc độ cao • Thấp độ trễ • Chi phí cổng thấp • Kế tốn dịng chảy • Chất lượng dịch vụ (qos) 13 ...Mơ hình OSI Các giao thức mơ hình OSI Trong mơ hình OSI có hai loại giao thức sử dụng: giao thức hướng liên kết (Connection... Explorer làm ứng dụng Mơ hình OSI Ví dụ lớp Application bao gồm: trình duyệt WWW, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP Nhiệm vụ tầng xác định giao diện người sử dụng môi trường OSI Bao gồm nhiều giao thức... phát nhận liệu Ví dụ lớp vật lý Ethernet, FDDI, B8ZS, V.35, V.24, RJ45 Mơ hình OSI Tầng vật lý tầng thấp mơ hình lớp OSI Các thực thể tầng giao tiếp với qua đường truyền vật lý Tầng vật lý xác