Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI

Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI

Chương Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI •Kiến trúc phân tầng •Mơ hình OSI •Mơ hình TCP/IP Kiến trúc phân tầng Hoạt động mạng trình gửi liệu từ máy tính sang máy tính khác Q trình chia thành tác vụ riêng biệt: • Nhận biết liệu • Chia liệu thành gói để quán lý • Thêm thơng tin vào gói để xác định địa máy nhận thứ tự gói tin • Bổ sung thơng tin để kiểm tra lỗi(check sum) thời lượng (timeout) • Đưa liệu lên mạng gửi Các thủ tục HĐH tuân theo cách nghiêm ngặt, thủ tục gọi giao thức Kiến trúc phân tầng Hệ thống giao thức thành phần cốt lõi để thiết kế nên mạng máy tính, cần đợc xây dựng theo mô hình thống Mỗi hệ thống mạng máy tính đợc coi nh cấu trúc đa tầng giao thức Trong tầng cung cấp số dịch vụ định Kin trỳc phõn tng Tầng N TÇng i+1 Giao thøc tÇng N Giao thøc tÇng i+1 Giao thøc tÇng i TÇng i TÇng N TÇng i+1 TÇng i Giao thøc tÇng i-1 TÇng i-1 TÇng i-1 TÇng TÇng Giao thøc tÇng TÇng Tầng Đờng truyền vật lý Kin trỳc phõn tng Nguyên tắc kiến trúc phân tầng: Mỗi hệ thống mạng có cấu trúc tầng giống (số lợng tầng chức tầng) Dữ liệu không đợc truyền trực tiếp từ tầng thứ i hệ thống sang tầng thứ i hệ thống khác (trừ tầng thấp liên hệ trực tiếp với ®−êng trun vËt lý) Nh− vËy viƯc kÕt nèi gi÷a hai hệ thống đợc thực thông qua hai loại liên kết: liên kết vật lý tầng thấp liên kết lôgic (ảo) tầng cao Kin trỳc phõn tng Hai dạng liên kết: liên kết hai tầng đồng mức - liên kết ngang liên kế hai tầng liền kề - liên kÕt däc Giao thøc tÇng N TÇng N TÇng i+1 TÇng N Giao thøc tÇng i+1 Giao thøc tÇng i TÇng i TÇng i+1 TÇng i Giao thøc tÇng i-1 TÇng i-1 TÇng i-1 TÇng TÇng Giao thức tầng Tầng Tầng Đờng truyền vật lý Kin trỳc phõn tng Việc liên kết tầng liền kề mô hình OSI đợc xây dựng theo nguyên tắc đáp ứng dịch vụ thông qua hàm nguyên thuỷ, có bốn kiểu hàm nguyên thuỷ: Request (yêu cầu): ngời sử dụng dùng để gọi chức Indication (chỉ báo): ngời cung cấp dịch vụ dùng để: - Gọi chức - Chỉ báo chức đà đợc gọi ®iĨm truy cËp dÞch vơ (SAP Service Access Point) Response (trả lời): ngời cung cấp dịch vụ dùng để hoàn tất chức đà đợc gọi từ trớc hàm Indication SAP Confirm (xác nhận): ngời cung cấp dịch vụ dùng để hoàn tất chức đà đợc gọi từ trớc hàm Request SAP ®ã Kiến trúc phân tầng Service user HÖ thèng A Giao thøc tÇng N+1 TÇng N+1 Request TÇng N+1 Reponse Confirm SAP HÖ thèng B Indication SAP Giao thø tÇng N TÇng N TÇng N Service provider Kiến trúc phõn tng Qui trình thực giao tác hai hệ thống A B: - Tầng (N+1) A gửi xuống tầng (N) kề dới hàm Request - Tầng (N) A cấu tạo đơn vị liệu gửi yêu cầu sang tầng (N) B theo giao thức tầng N đà xác định - Nhận đợc yêu cầu, tầng (N) B báo lên tầng (N+1) B hàm Indication - Tầng (N+1) B trả lời hàm Response gửi tầng (N) kề - Tầng (N) B cấu tạo đơn vị liệu gửi trả lời sang tầng (N) A theo giao thức tầng N đà xác định Kiến trúc phân tầng Mét thùc thĨ ë tÇng (N) truyền liệu trực tiếp với thực thể tầng (N) hệ thống khác mà phải truyền xuống tầng dới để truyền qua tầng thấp (tầng Vật lý) Khi xuống đến tầng (N-1) liệu đợc chuyển từ tầng (N) đợc xem nh đơn vị liệu cho dịch vụ SDU (Service Data Unit) tầng (N-1) Phần thông tin điều khiển tầng (N-1) gọi (N-1)PCI (Protocol Control Identifier) đợc thêm vào đầu (N-1)SDU để tạo thành (N-1) PDU (Protocol Data Unit) TÇng N TÇng N-1 (N) PDU (N-1)PCI (N-1) SDU = (N-1) PDU Ví dụ 2: E-mail • Đăng nhập vào mạng bắt đầu sử dụng chương trình thư điện tử, trình kiểm tra thư bắt đầu • Trước tiên, tầng ứng dụng nhận yêu cầu thư, thông qua API lập trình chuẩn xây dựng bên ứng dụng Tầng ứng dụng nhận lấy yêu cầu biến thành yêu cầu lấy liệu từ máy chủ thư (mail server) Yêu cầu truyền đến tầng trình diễn Ví dụ 2: E-mail • Tầng trình diễn nhận yêu cầu xác định cách thức định dạng cho kiểu mạng cụ thể mà hoạt động Nó xác định có cần thiết phải mã hóa liệu gửi hay khơng Dữ liệu sau định dạng (và mã hóa cần thiết) sau chuyển đến tầng phiên Ví dụ 2: E-mail • Tầng phiên nhận thực gán mã thông báo liệu (data token) cho yêu cầu Mã trường điều khiển đặc biệt dùng để báo cho thành phần khác mạng biết bạn có quyền truyền liệu Dữ liệu mã thơng báo (token) sau gửi đến tầng giao vận Ví dụ 2: E-mail • Ngay tới tầng giao vận, liệu tất thông tin điều khiển chia thành đoạn có kích thước quản lý • Nếu liệu lớn so với frame tầng liên kết liệu tầng giao vận thực chia nhỏ liệu thành khối nhỏ gán số thứ tự hay định danh cho khối Những khối sau gửi đến tầng mạng Ví dụ 2: E-mail • Tầng mạng bổ sung thêm thơng tin địa logic vào liệu nhận từ tầng giao vận → tầng sau biết địa nguồn điạ đích liệu Các khối liệu gửi đến tầng liên kết liệu kèm theo thông tin địa Ví dụ 2: E-mail • Khi liệu đến tầng liên kết liệu chúng đóng gói thành frame riêng Mỗi frame có giải thuật kiểm tra lỗi xây dựng sẵn bên trong, giải thuật thực cách chèn vào cuối frame thơng tin trình tự kiểm tra frame (Frame Check Sequence – FCS) • Tầng liên kết liệu sau bổ sung thêm vào đầu frame địa vật lý nút gửi nút nhận trước chuyển đến tầng vật lý Ví dụ 2: E-mail • Khi liệu nhận Card giao tiếp mạng (NIC) tầng vật lý, gửi bên ngồi mạng Tầng vật lý khơng bổ sung thêm thông tin vào frame khơng đề cập đến frame, đơn giản nhận liệu thực truyền liệu lên mạng Ví dụ 2: E-mail • Mỗi gói tin liệu đến nút nhận, chúng nhận thiết bị tầng vật lý (NIC) truyền qua tầng nút • Từng tầng thực phiên dịch thông tin bổ sung tầng tương tự bên nút gửi sau chuyển gói tin lên tầng gói tin kết hợp lại yêu cầu thực thi • Nút nhận sau cấu tạo thơng điệp trả lời gửi trở cho người gửi ban đầu theo trình tự xác tương tự Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng để thực tiến trình electronic mail, file transfer…) Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng Presentation Biểu diễn liệu • Chắc chắn liệu nhận hệ thống nhận • Định dạng liệu • Đàm phán cấu trúc liệu truyền cho tầng Ứng dụng Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng Presentation Biểu diễn liệu Session Truyền thơng máy • Thiết lập,quản lý kết thúc phiên ứng dụng Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng Presentation Biểu diễn liệu Session Transport Truyền thông máy Kết nối End-to-end đáng tin cậy • • • • Truyền liệu host Truyền liệu đáng tin cậy Phát khắc phục lỗi Điều khiển luồng Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng Presentation Biểu diễn liệu Session Transport Network Truyền thông máy Kết nối End-to-end đáng tin cậy Đánh địa tìm đường Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng Presentation Biểu diễn liệu Session Transport Network Đánh địa tìm đường Data Link Truy cập vào mơi trường Truyền thông máy Kết nối End-to-end đáng tin cậy • Đánh địa vật lý,thơng báo lỗi,điều khiển luồng Chức tầng Application Cung cấp dịch vụ mạng Presentation Biểu diễn liệu Session Transport Network Đánh địa tìm đường Data Link Truy cập vào mơi trường Physical Truyền bit nhị phân • Đường truyền, đầu nối, điện áp Truyền thông máy Kết nối End-to-end đáng tin cậy ... Nguyên tắc kiến trúc phân tầng: Mỗi hệ thống mạng có cấu trúc tầng giống (số lợng tầng chức tầng) Dữ liệu không đợc truyền trực tiếp từ tầng thứ i hệ thống sang tầng thứ i hệ thống khác (trừ tầng thấp... 0101110101001000010 Tầng 1(Physical – Tầng Vật lý) • Tầng vật lý (cịn gọi tầng thiết bị, tầng vật thể) chịu tránh nhiệm đòi hỏi dịch vụ từ tầng liên kết liệu Tầng 1(Physical – Tầng Vật lý) • Tầng ám đến... mái” cho quy mơ lớn Mơ hình OSI •Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) (Mơ hình tham chiếu kết nối hệ thống mở) thiết kế dựa vào nguyên lý phân tầng, lý giải cách trừu tượng