OSI sta per Interconnessione di sistemi aperti , dove aperto significa non proprietario. Si tratta di un'architettura a 7 livelli in cui ogni livello ha funzionalità specifiche da eseguire. Tutti questi 7 livelli lavorano in modo collaborativo per trasmettere i dati da una persona all'altra in tutto il mondo. Il modello di riferimento OSI è stato sviluppato da ISO – “Organizzazione internazionale per la standardizzazione”. ', nell'anno 1984.

Il modello OSI fornisce a fondamento teorico per la comprensione comunicazione di rete . Tuttavia, di solito non viene implementato direttamente nella sua interezza nel mondo reale hardware di rete O Software . Invece, protocolli specifici E tecnologie sono spesso progettati sulla base dei principi delineati nel OSI model per facilitare la trasmissione efficiente dei dati e le operazioni di rete.

Prerequisito: Nozioni di base sulle reti di computer

• Cos'è il modello OSI?
• Quali sono i 7 livelli del modello OSI?
• Livello fisico – Livello 1
• Livello di rete – Livello 3
• Livello di trasporto – Livello 4
• Livello sessione – Livello 5
• Livello di presentazione – Livello 6
• Livello di applicazione – Livello 7
• Vantaggi del modello OSI
• Il modello OSI in breve
• Modello OSI e TCP/IP

Cos'è il modello OSI?

Il modello OSI, creato nel 1984 da ISO , è un quadro di riferimento che spiega il processo di trasmissione dei dati tra computer. È diviso in sette strati che lavorano insieme svolgere attività specialistica funzioni di rete , consentendo un approccio più sistematico al networking.

Quali sono i 7 livelli del modello OSI?

Il modello OSI è costituito da sette livelli di astrazione disposti in ordine dall'alto verso il basso:

1. Strato fisico
2. Livello di rete
4. Livello di trasporto
5. Livello di sessione
6. Livello di presentazione
7. Livello di applicazione

Livello fisico – Livello 1

Il livello più basso del modello di riferimento OSI è il livello fisico. È responsabile dell'effettiva connessione fisica tra i dispositivi. Lo strato fisico contiene informazioni sotto forma di bit. È responsabile della trasmissione dei singoli bit da un nodo a quello successivo. Quando si ricevono i dati, questo livello riceverà il segnale ricevuto, lo convertirà in 0 e 1 e li invierà al livello Data Link, che rimetterà insieme il frame.

Funzioni dello strato fisico

• Sincronizzazione dei bit: Il livello fisico provvede alla sincronizzazione dei bit fornendo un orologio. Questo orologio controlla sia il mittente che il destinatario fornendo così la sincronizzazione a livello di bit.
• Controllo della velocità in bit: Il livello fisico definisce anche la velocità di trasmissione, ovvero il numero di bit inviati al secondo.
• Topologie fisiche: Il livello fisico specifica il modo in cui i diversi dispositivi/nodi sono disposti in una rete, ad esempio topologia bus, stella o mesh.
• Modalità di trasmissione: Il livello fisico definisce anche il modo in cui i dati fluiscono tra i due dispositivi collegati. Le diverse modalità di trasmissione possibili sono Simplex, half-duplex e full-duplex.

Nota:

1. Hub, ripetitore, modem e cavi sono dispositivi di livello fisico.
2. Il livello di rete, il livello di collegamento dati e il livello fisico sono anche noti come Strati inferiori O Livelli hardware .

Indirizzo MAC .
Il livello di collegamento dati è diviso in due sottolivelli:

1. Controllo dell'accesso ai media (MAC)

Il pacchetto ricevuto dal livello Rete viene ulteriormente suddiviso in frame a seconda della dimensione del frame della NIC (scheda di interfaccia di rete). La DLL incapsula anche l'indirizzo MAC del mittente e del destinatario nell'intestazione.

L'indirizzo MAC del Ricevitore si ottiene inserendo un ARP (protocollo di risoluzione degli indirizzi) richiesta in linea chiedendo Chi ha quell'indirizzo IP? e l'host di destinazione risponderà con il suo indirizzo MAC.

stringa ad esso

Funzioni del livello di collegamento dati

• Inquadratura: Il framing è una funzione del livello di collegamento dati. Fornisce un modo per un mittente di trasmettere una serie di bit significativi per il destinatario. Ciò può essere ottenuto allegando speciali schemi di bit all'inizio e alla fine del fotogramma.
• Indirizzamento fisico: Dopo aver creato i frame, il livello di collegamento dati aggiunge gli indirizzi fisici ( Indirizzi MAC ) del mittente e/o del destinatario nell'intestazione di ciascun frame.
• Controllo degli errori: Il livello di collegamento dati fornisce il meccanismo di controllo degli errori in cui rileva e ritrasmette frame danneggiati o persi.
• Controllo del flusso: La velocità dei dati deve essere costante su entrambi i lati altrimenti i dati potrebbero essere danneggiati, quindi il controllo del flusso coordina la quantità di dati che possono essere inviati prima di ricevere un riconoscimento.
• Controllo di accesso: Quando un singolo canale di comunicazione è condiviso da più dispositivi, il sottolivello MAC del livello di collegamento dati aiuta a determinare quale dispositivo ha il controllo sul canale in un dato momento.

Nota:

1. Il pacchetto nel livello Data Link viene indicato come Telaio.
2. Il livello di collegamento dati è gestito dalla NIC (scheda di interfaccia di rete) e dai driver di dispositivo delle macchine host.
3. Switch e Bridge sono dispositivi Data Link Layer.

Livello di rete – Livello 3

Il livello di rete funziona per la trasmissione di dati da un host all'altro situato in reti diverse. Si occupa anche dell'instradamento dei pacchetti, ovvero della selezione del percorso più breve per trasmettere il pacchetto, tra il numero di percorsi disponibili. Il mittente e il destinatario indirizzo IP e vengono inseriti nell'intestazione dal livello di rete.

Funzioni dello strato di rete

• Itinerario: I protocolli del livello di rete determinano quale percorso è adatto dalla sorgente alla destinazione. Questa funzione del livello di rete è nota come routing.
• Indirizzamento logico: Per identificare in modo univoco ciascuna rete di dispositivi, il livello di rete definisce uno schema di indirizzamento. Gli indirizzi IP del mittente e del destinatario vengono inseriti nell'intestazione dal livello di rete. Tale indirizzo contraddistingue ogni dispositivo in modo univoco ed universale.

Nota:

1. Il segmento nel livello Rete è denominato Pacchetto .
2. Il livello di rete è implementato da dispositivi di rete come router e switch.

Livello di trasporto – Livello 4

Il livello di trasporto fornisce servizi al livello di applicazione e riceve servizi dal livello di rete. I dati nel livello di trasporto vengono definiti come Segmenti . È responsabile della consegna end-to-end del messaggio completo. Il livello di trasporto fornisce anche la conferma dell'avvenuta trasmissione dei dati e ritrasmette i dati se viene rilevato un errore.

A fianco del mittente: Il livello di trasporto riceve i dati formattati dagli strati superiori, esegue Segmentazione , e implementa anche Controllo del flusso e degli errori per garantire la corretta trasmissione dei dati. Aggiunge anche Origine e Destinazione numero di porta s nella sua intestazione e inoltra i dati segmentati al livello di rete.

Nota: Il mittente deve conoscere il numero di porta associato all'applicazione del destinatario.

In genere, questo numero di porta di destinazione è configurato per impostazione predefinita o manualmente. Ad esempio, quando un'applicazione Web richiede un server Web, in genere utilizza il numero di porta 80, poiché questa è la porta predefinita assegnata alle applicazioni Web. A molte applicazioni sono assegnate porte predefinite.

Dalla parte del ricevente: Transport Layer legge il numero di porta dalla sua intestazione e inoltra i dati ricevuti alla rispettiva applicazione. Esegue inoltre il sequenziamento e il riassemblaggio dei dati segmentati.

Funzioni del livello di trasporto

• Segmentazione e riassemblaggio: Questo livello accetta il messaggio dal livello (sessione) e suddivide il messaggio in unità più piccole. A ciascuno dei segmenti prodotti è associata un'intestazione. Il livello di trasporto presso la stazione di destinazione riassembla il messaggio.
• Indirizzamento del punto di servizio: Per consegnare il messaggio al processo corretto, l'intestazione del livello di trasporto include un tipo di indirizzo chiamato indirizzo del punto di servizio o indirizzo della porta. Pertanto, specificando questo indirizzo, il livello di trasporto si assicura che il messaggio venga consegnato al processo corretto.

Servizi forniti da Transport Layer

1. Servizio orientato alla connessione
2. Servizio senza connessione

1. Servizio orientato alla connessione: È un processo in tre fasi che include

• Creazione della connessione
• Trasferimento dati
• Terminazione/disconnessione

In questo tipo di trasmissione, il dispositivo ricevente invia una conferma alla sorgente dopo aver ricevuto un pacchetto o un gruppo di pacchetti. Questo tipo di trasmissione è affidabile e sicura.

2. Servizio senza connessione: È un processo in una sola fase e include il trasferimento dei dati. In questo tipo di trasmissione, il destinatario non conferma la ricezione di un pacchetto. Questo approccio consente una comunicazione molto più rapida tra i dispositivi. Il servizio orientato alla connessione è più affidabile del servizio senza connessione.

Nota:

1. Vengono richiamati i dati nel livello di trasporto Segmenti .
2. Il livello di trasporto è gestito dal sistema operativo. Fa parte del sistema operativo e comunica con il livello dell'applicazione effettuando chiamate di sistema.
3. Lo strato di trasporto è chiamato as Cuore dell'OSI modello.
4. Utilizzo del dispositivo o del protocollo: TCP, UDP NetBIOS, PPTP

Livello sessione – Livello 5

Questo livello è responsabile della creazione della connessione, del mantenimento delle sessioni e dell'autenticazione, oltre a garantire la sicurezza.

Funzioni del Session Layer

• Costituzione, mantenimento e cessazione della sessione: Il livello consente ai due processi di stabilire, utilizzare e terminare una connessione.
• Sincronizzazione: Questo livello consente a un processo di aggiungere checkpoint considerati punti di sincronizzazione nei dati. Questi punti di sincronizzazione aiutano a identificare l'errore in modo che i dati vengano risincronizzati correttamente e le estremità dei messaggi non vengano interrotte prematuramente e si eviti la perdita di dati.
• Controllore della finestra di dialogo: Il livello sessione consente a due sistemi di avviare la comunicazione tra loro in half-duplex o full-duplex.

Nota:

1. Tutti i 3 livelli seguenti (incluso il livello di sessione) sono integrati come un singolo livello nel file TCP/IP modello come livello di applicazione.
2. L'implementazione di questi 3 livelli viene eseguita dall'applicazione di rete stessa. Questi sono anche conosciuti come Strati superiori o Livelli software.
3. Utilizzo del dispositivo o del protocollo: NetBIOS, PPTP.

Per esempio:-

Consideriamo uno scenario in cui un utente desidera inviare un messaggio tramite alcune applicazioni Messenger in esecuzione nel proprio browser. IL Messaggero qui funge da livello di applicazione che fornisce all'utente un'interfaccia per creare i dati. Questo messaggio o il cosiddetto Dati viene compresso, facoltativamente crittografato (se i dati sono sensibili) e convertito in bit (0 e 1) in modo che possa essere trasmesso.

Comunicazione nel livello sessione

Livello di presentazione – Livello 6

Il livello di presentazione è anche chiamato Strato di traduzione . I dati dal livello dell'applicazione vengono estratti qui e manipolati secondo il formato richiesto per trasmetterli sulla rete.

Funzioni del livello di presentazione

• Traduzione: Per esempio, Da ASCII a EBCDIC .
• Crittografia/decifratura: La crittografia dei dati traduce i dati in un'altra forma o codice. I dati crittografati sono noti come testo cifrato mentre i dati decrittografati sono noti come testo normale. Un valore chiave viene utilizzato per crittografare e decrittografare i dati.
• Compressione: Riduce il numero di bit che devono essere trasmessi sulla rete.

Nota: Utilizzo del dispositivo o del protocollo: JPEG,MPEG,GIF

Livello di applicazione – Livello 7

In cima alla pila di livelli del modello di riferimento OSI, troviamo il livello Applicazione che viene implementato dalle applicazioni di rete. Queste applicazioni producono i dati da trasferire in rete. Questo livello funge anche da finestra per i servizi applicativi per accedere alla rete e per visualizzare all'utente le informazioni ricevute.

Esempio : Applicazione – Browser, Skype Messaggero, ecc.

Nota: 1. Il livello dell'applicazione è anche chiamato livello desktop.

2. Utilizzo del dispositivo o del protocollo: SMTP

Funzioni del livello dell'applicazione

Di seguito sono riportate le principali funzioni del livello applicazione.

• Terminale virtuale di rete (NVT) : consente a un utente di accedere a un host remoto.
• Accesso e gestione del trasferimento file (FTAM): questa applicazione consente a un utente di
  accedere ai file in un host remoto, recuperare file in un host remoto e gestire o
  controllare i file da un computer remoto.
• Servizi di posta: Fornire il servizio di posta elettronica.
• Servizi di elenchi: Questa applicazione fornisce origini di database distribuiti
  e accesso a informazioni globali su vari oggetti e servizi.

Nota: Il modello OSI funge da modello di riferimento e non è implementato su Internet a causa della sua invenzione tardiva. Il modello attualmente utilizzato è il modello TCP/IP.

Vediamolo con un esempio:

Rufy invia un'e-mail al suo amico Zoro.

Passo 1: Rufy interagisce con applicazioni di posta elettronica simili Gmail , veduta , ecc. Scrive la sua email da inviare. (Ciò accade in Livello 7: livello di applicazione )

Passo 2: L'applicazione di posta si prepara per la trasmissione dei dati, crittografando i dati e formattandoli per la trasmissione. (Ciò accade in Livello 6: livello di presentazione )

Passaggio 3: Viene stabilita una connessione tra mittente e destinatario su Internet. (Ciò accade in Livello 5: livello di sessione )

Passaggio 4: I dati e-mail sono suddivisi in segmenti più piccoli. Aggiunge il numero di sequenza e le informazioni sul controllo degli errori per mantenere l'affidabilità delle informazioni. (Ciò accade in Livello 4: livello di trasporto )

Passaggio 5: L'indirizzamento dei pacchetti viene effettuato per trovare il percorso migliore per il trasferimento. (Ciò accade in Livello 3: livello di rete )

Passaggio 6: I pacchetti di dati vengono incapsulati in frame, quindi viene aggiunto l'indirizzo MAC per i dispositivi locali e quindi viene verificato l'errore utilizzando il rilevamento degli errori. (Ciò accade in Livello 2: livello di collegamento dati )

arraylist ordinato java

Passaggio 7: Infine i frame vengono trasmessi sotto forma di segnali elettrici/ottici su un supporto di rete fisico come cavo Ethernet o WiFi.

Dopo che l'e-mail raggiunge il destinatario, ovvero Zoro, il processo invertirà e decodificherà il contenuto dell'e-mail. Alla fine, l'e-mail verrà mostrata sul client di posta di Zoro.

Vantaggi del modello OSI

Il modello OSI definisce la comunicazione di un sistema informatico in 7 diversi livelli. I suoi vantaggi includono:

• Divide la comunicazione di rete in 7 livelli che ne facilitano la comprensione e la risoluzione dei problemi.
• Standardizza le comunicazioni di rete, poiché ogni livello ha funzioni e protocolli fissi.
• La diagnosi dei problemi di rete è più semplice con OSI model .
• È più facile migliorare con i progressi poiché ogni livello può ricevere aggiornamenti separatamente.

Modello OSI: architettura a strati

Modello OSI e TCP/IP

Alcune differenze chiave tra il modello OSI e il Modello TCP/IP Sono:

1. Il modello TCP/IP è composto da 4 livelli ma il modello OSI ha 7 livelli. I livelli 5,6,7 del modello OSI sono combinati nel livello applicazione del modello TCP/IP E I livelli OSI 1 e 2 sono combinati nei livelli di accesso alla rete del protocollo TCP/IP.
2. Il modello TCP/IP è precedente al modello OSI, quindi è un protocollo fondamentale che definisce come devono essere trasferiti i dati online.
3. Rispetto al modello OSI, il modello TCP/IP ha limiti di livello meno rigidi.
4. Tutti i livelli del modello TCP/IP sono necessari per la trasmissione dei dati, ma nel modello OSI alcune applicazioni possono saltare determinati livelli. Per la trasmissione dei dati sono necessari solo i livelli 1,2 e 3 del modello OSI.

Lo sapevate?

Il protocollo TCP/IP ( Transfer Control Protocol/Internet Protocol ) è stato creato dall'ARPA (Advanced Research Projects Agency) del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti negli anni '70.

Abbiamo discusso di Cos'è il modello OSI?, Cosa sono i livelli del modello OSI, Come fluiscono i dati nei 7 livelli del modello OSI e le differenze tra il protocollo TCP/IP e il protocollo OSI.

Cos'è il modello OSI? – Domande frequenti

Il livello OSI viene ancora utilizzato?

Sì, il OSI model è ancora utilizzato da professionisti della rete per comprendere meglio i percorsi e i processi di astrazione dei dati.

Qual è il livello più alto del modello OSI?

Strato 7 o Livello di applicazione È livello più alto del modello OSI.

Cos'è il livello 8?

Il livello 8 in realtà non esiste nel modello OSI ma viene spesso utilizzato scherzosamente per riferirsi all’utente finale. Ad esempio: a l'errore di livello 8 sarebbe un errore dell'utente.