OSI Modeli

OSI (Open Systems Interconnection) modeli ISO (International Organization for Standardization) tarafından geliştirilmiştir. Amaç iki bilgisayar arasındaki iletişimin nasıl olacağını tanımlamaktır.

İlk OSI modelleri 1970'lerin sonlarında ve 1980'lerin başlarında ISO'nun TC 97 (Technical Committee 97), Enformasyon İşlemesi tarafından ortaya çıkartılmıştır. Son OSI modeli ise 1984'te çıkartılmıştır. Model, kısa sürede kabul görerek yaygınlanmış ve ağ sistemleri için bir kılavuz haline gelmiştir. Bu veri modeli temelde bilgisayar ağları için evrensel bir dil sağlamaktadır. Böylece çeşitli teknolojiler, standart protokolleri veya iletişim kurallarını kullanarak iletişim kurabilmektedir. Belirli bir katmandaki her teknolojinin, ağ iletişiminde yararlı olması için belirli özellikleri sağlaması ve belirli işlevleri yerine getirmesi gerekir. Yüksek katmanlardaki teknolojiler, temel uygulama ayrıntılarını düşünmeye gerek kalmadan daha düşük seviyeli teknolojileri kullanabildikleri için soyutlamadan yararlanır.

OSI modelinin katmanları, hem yazılım hem de donanım bileşenleri arasındaki her tür ağ iletişimi kapsamaktadır. Model, iki bağımsız sistemin mevcut çalışma katmanına bağlı olarak, standartlaştırılmış arabirimler veya protokoller aracılığıyla iletişim kurmasını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

OSI Modeli Avantajları

• Karmaşık sistemlere ilişkin ortak anlayış: Ağa bağlı karmaşık sistem mimarilerini düzenlemek ve modellemek için OSI modeli kullanılabilir. Her sistem bileşeninin çalışma katmanı ana işlevselliğine göre ayırabilir. Bir sitemi soyutlama yoluyla daha küçük ve yönetilebilir parçalara ayırabilmek, sistemin bütün olarak kavramsallaştırılmasını kolaylaştırır.
• Daha hızlı araştırma ve geliştirme: OSI referans modeli ile sistem daha anlaşılır hale gelmektedir. Birbirleriyle iletişim kurması gereken yeni ve ağa bağlı sistemler oluşturulurken, hangi teknolojik katmanlar için geliştirildikleri bilinir.
• Esnek standartlaştırma: OSI modeli, düzeyler arasında kullanılacak protokolleri değil, protokollerin gerçekleştirdiği görevleri belirtir. Ağ iletişimi, geliştirmeyi standartlaştırarak sistem hakkında önceden bilgi sahibi olmadan oldukça karmaşık sistemleri hızla anlama, oluşturma ve parçalara ayırma olanağı sağlamaktadır. Ayrıca ayrıntıları soyutlar, bu şekilde modelin her yönünü anlamaya gerek duyulmaz. Modern uygulamalarda, sistem tasarımını ve geliştirmeyi basitleştirmek için daha düşük ağ ve protokol düzeyleri soyutlar.

OSI Katmanları

OSI katmanları

Uygulama Katmanı

Uygulama (Application) katmanı, bilgisayar ile ağ arasındaki arabirimi sağlamaktadır. OSI katmanları arasında sadece bu katman diğer katmanlara servis sağlamaz. Uygulamaların ağ üzerinde çalışması sağlanır. SSH, TelNet, FTP, TFTP, SMTP, SNMP, HHTP, DNS protokolleri ve tarayıcıları bu katmanda çalışır.

Sunum Katmanı

Sunum (Presentation) katmanının en önemli görevi yollanan verinin karşı bilgisayar tarafından anlaşılacak şekilde düzenlenmesidir. Bu sayede farklı programların birbirlerinin verisini kullanabilmesi mümkün kılınmaktadır.

Sunum katmanı, uygulama katmanına veri yollar, daha sonra bu katmanda verinin yapısı, biçimi ile ilgili düzenlemeler yapılır ve verinin formatı belirlenir. Ayrıca verinin şifrelenmesi, açılması, sıkıştırılması da bu katmanda yapılır. GIP, JPEG, TIFF, EBCDIC, ASCII vb. bu katmanda çalışır.

Oturum Katmanı

Oturum (Session) katmanında iki bilgisayardaki uygulama arasında bağlantının yapılması ve kullanılması işlemleri yapılmaktadır. Bir bilgisayar birden fazla bilgisayarlarla aynı anda iletişim içinde olduğunda, gerektiğinde doğru bilgisayarla konuşabilmesi sağlanmaktadır. Bu, sunum katmanına yollanacak veriler farklı oturumlarla birbirinden ayrılarak yapılır. NetBIOS, RPC, Named Pipes ve Sockets gibi protokoller bu katmanda çalışır.

Ulaşım Katmanı

Ulaşım (Transport) katmanı, üst katmanlardan gelen veriyi ağ paketi boyunca parçalara böler. TCP, UDP, SPX protokolleri bu katmanda çalışır. Bu protokoller hata kontrolü gibi görevleri de yerine getirir.

Ağ Katmanı

Ağ (Network) katmanı, veri paketine farklı bir ağa gönderilmesi gerektiğinde yönlendiricilerin kullanılacağı bilginin eklendiği katmandır. Bu katmanda veriler paket olarak tanışır.

Ağ katmanında iki istasyon arasında en ekonomik yoldan verinin iletimi kontrol edilir. Bu katman sayesinde verinin yönlendiriciler (router) aracılığıyla yönlendirilmesi sağlanır. Ağ aşamasında mesajlar adreslenir, mantıksal adresler fiziksel adreslere çevrilir. Bu aşamada ağ trafiği yönlendirme gibi işlemler de yapılır.

Veri İletim Katmanı

Veri iletimi katmanı, fiziksel katmana erişmek ve kullanmak ile ilgili kuralları belirler. Bu katmanda Ethernet ya da Token Ring olarak bilinen erişim yöntemleri çalışır. Bu erişim yöntemleri verileri kendi protokollerine uygun olarak işleyerek iletirler.

Veri iletim katmanında veriler ağ katmanından fiziksel katmana gönderilirler. Bu aşamada veriler belli parçalara bölünür. Bu parçalara paket ya da çerçeve (frame) denir. Çerçeveler verileri belli bir kontrol içinde göndermeyi sağlayan paketlerdir.

Veri iletim katmanı iki alt bölüme ayrılır: LLC ve MAC.

Media Access Control (MAC) alt katmanı, veriyi hata kontrol kodu, alıcı ve gönderenin MAC adresleri ile paketler ve fiziki katmana aktarır. Alıcı tarafında da bu işlemleri tersine yapıp veriyi veri bağlantısı içindeki ikinci katman olan LLC'ye aktarır.

Logical Link Control (LLC) alt katmanı, bir üst katman olan ağ katmanı için geçiş görevi görür. Protokole özel mantıksal portlar (SAP) oluşturur. Böylece kaynak makinede ve hedef makinede aynı protokoller iletişime geçebilir. LLC ayrıca veri paketlerinden bozuk gidenlerin tekrar gönderilmesinden sorumludur. Flow Control yani alıcının işleyebileceğinden fazla veri paketi göndererek boğulmasının engellenmesi de LLC'nin görevidir.

Fiziksel Bağlantı Katmanı

Fiziksel katman verinin kablo üzerinde alacağı yapıyı tanımlar. Veriler bit olarak iletilir. Bu katman bir ve sıfırların nasıl elektrik, ışık ya da radyo sinyallerine çevrileceğini ve aktarılacağını tanımlar. Gönderen tarafta fiziksel katman bir ve sıfırları elektrik sinyallerine çevirip kabloya yerleştirirken, alıcı tarafta fiziksel katman kablodan okuduğu bu sinyalleri tekrar bir ve sıfır haline getirir.

Fiziksel katman veri bitlerinin karşı tarafa, kullanılan medya (kablo, fiber optik, radyo sinyalleri) üzerinden nasıl gönderileceğini tanımlar. Veri iletiminin mümkün olabilmesi için iki tarafın aynı kurallar üzerinde tanımlanmış olması gerekir.

Hub (Göbek) 1. katmanda çalışan bir cihazdır. Bu cihazlar gelen veriyi bir takım elektrik sinyalleri olarak gören ve bu sinyalleri çoğaltıp diğer portlarına gönderen bir cihazdır.

Hub örneği