OSI KATMANLARI
OSI nedir? OSI öncelikle bir tanımlamadır. Datanın, kullanıcının uygulamasından kablolara giden iletişim paketinin hangi aşamalardan geçeceğini tanımlayan sistemdir. OSI Referans Modeli ISO (International Standard Organization ) tarafından sunulan bir model üzerine geliştirilmiştir. Bu model ISO OSI (Open Systems Interconnection) Referans Modeli olarak anılır zira açık sistemlerin yani diğer sistemlerle haberleşmeye açık sistemlerin bağlantısı ile ilgilenir. OSI modeli yedi katmandan oluşur.
Bu katmanların oluşturulmasında uygulanan prensipler: 1. Değişik seviye bir ayırım gerektiğinde bir katman oluşturulmalıdır. 2. Her katman iyi tanımlanmış bir fonksiyonu yerine getirmelidir. 3. Her katmanın fonksiyonu uluslararası standartlaştırılmış protokoller açısından seçilmelidir. 4. Katman sınırları arabirimler arası bilgi akışını en aza indirecek şekilde seçilmelidir. 5. Katmanların sayısı belirgin fonksiyonların aynı katmanlar üzerinde atlama yapmayacak kadar geniş, mimariyi hantallaştırmayacak kadar az olmalıdır.
OSI referans modelindeki katmanlar: 1. Uygulama (Application) katman 2. Sunum (Presentation) katman 3. Oturum (Session) katman 4. Taşıma (Transport) katman 5. Ağ (Network) katman 6. Veri iletim (Datalink) katman 7. Fiziksel (Physical) katmandır.
Uygulama katmanı [ Application Layer ] Kullanıcı tarafında çalıştırılan tüm uygulamalar bu katmanda tanımlıdır. Kullanıcıya en yakın olan katmandır. Bu katmanlar uygulama protokollerinden çok uygulama protokolleri olarak ifade edilir. Bu katmanda çalışan uygulamalara örnek olarak; FTP (File Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol) ve email uygulamalarını verebiliriz.
Sunum katmanı [ Presentation Layer ] Bu katman adını amacından almıştır, yani bu katman verileri uygulama katmanına sunarken veri üzerinde bir kodlama ve dönüştürme işlemi yapar. Ayrıca bu katmanda Compress/Decompress (sıkıştırma/Açma) , Şifreleme/Şifre çözme, EBCDIC dan ASCII ye veya tam tersi dönüşüm işlemleri de yapılır. Sunum katmanı, kullanıcıların problemleri kendi başlarına çözüm bulmaları yerine onlara yeterli bir genel çözüm sunar. Kısaca, diğer alt katmanların aksine, bit’ leri bir uçtan diğerine güvenilir bir biçimde iletimleri ile ilgilenmek yerine oturum katmanı iletilen bilginin söz dizimi ve semantiği ile ilgilenir.
Sunum servislerine tipik bir örnek standart, üzerinde anlaşılan bir şekilde veriyi kodlamaktır. Birçok kulanıcı programları rastgele bit dizilerini kendi aralarında değişimini gerçekleştirmez. Değişik bilgisayarlar karakter dizileri ve tamsayıları ifade etmek için değişik kodlar kullanırlar. Bu bilgisayarlar arasında veri değişimini standartlara uygun olarak yerine getirmek sunum katmanının işidir. Bu katmanda tanımlanan bazı standartlar ise şunlardır; PICT, TIFF, JPEG, MIDI, MPEG
Oturum Katman [ Session Layer ] Oturum katmanı, sanal olarak bilgisayarların birbirini fark ettiği ortamdır. Yani; iki program karşılıklı olarak birbirini fark edip bu katmanda iletişime geçer. Kısaca; iletişimde bulunacak iki nokta arasındaki oturumun kurulması, yönetilmesi ve sonlandırılmasını sağlar. Bir oturum taşıma katmanının yaptığı gibi sıradan veri taşıma işini gerçekleştirdiği gibi, bazı uygulamalarda çok yararlı gelişmiş hizmetler de sunar. Yani; bir kullanıcının uzaktaki zaman-paylaşımlı bir sisteme bağlanmasını (Log on, log in) veya iki makina arasında dosya transferi yapmasını sağlar. Oturum katmanın sunduğu hizmetlerden biri de sistemlerin karşılıklı iletimlerinin yönetimidir. Oturumlar aynı anda tek yönlü veya aynı anda çift yönlü veri akışına izin verebilirler. Eğer trafik tek yönlü ise oturum katmanı iletim sırasının kimde olduğu konusunda yardımcı olur.
İlgili diğer bir oturum hizmeti token yönetimidir İlgili diğer bir oturum hizmeti token yönetimidir. Bazı protokoller için, her iki tarafın aynı anda aynı işlevi yerine getirmeye çalışmaması çok önemlidir. Bu aktiviteleri yönetmek için oturum katmanı taraflar arasında değiştirilebilecek tokenlar sağlar. Token’ a sahip taraf kiritik uygulamayı çalıştırma hakkına sahip olur. Diğer bir oturum servisi senkronizasyondur. Ortalama çökme süresinin 1 saat olduğu bir ağda, iki makine arasında iki saatlik bir dosya transferi sırasında ortaya çıkacak problemleri ele alalım. Her çökmeden sonra dosya tranferi yeniden en baştan başlayacak ve bu yüzden dosya tranferi belki de hiç gerçekleştirilemeyecektir. Bu problemi ortadan kaldırmak için, otourum katmanı veri akımının içine kontrol noktaları yerleştirir böylelikle bir çökmeden sonra en son kontrol noktasından sonraki veri gönderilir. Programcilarin işi oturum katmanında biter.O yüzden ilk 3 katmana software set(yazılım kümesi) denir. Bu katmanda çalışan protokollere örnek olarak NFS (Network File System), SQL (Structured Query Language), RPC (Revate Procedure Call), ASP (AppleTalk Session Protocol), DNA SCP (Digital Network Arcitecture Session Control Protocol) ve X Window verilebilir.
Taşıma Katmanı ( Transport Layer ) Bu katmanda sıkça duyduğumuz TCP,SPX,NetBEUI gibi protokoller çalışır ve genel olarak kendilerine iletilen verinin içerik olarak doğruluğunu kontrol ederler.Eğer içerikte bir hata/bozulma saptanırsa düzeltmek için çalışılır.Uygulama katmanı doğrultusunda kendilerine ulaşan veriler ağ içerisinde gönderilme boyutlarına bölünür.Kendisinden önceki ve sonraki katmanlar arasında verinin düzgün bir şekilde iletildiğine emin olmak için katmanlar arası eklenen başlık bilgilerinden yararlanır.Çalıştığı sistemdeki veriye ait uygulamayı belirler ve karşı sistemde aynı programı bulup onunla bir ba kurar.Bunuda sistemindeki programın verdiği başlıkları okuyarak yapar.Ağ içerisinde bağlantıların kurulumu ve sona erdirilmesi yine bu katman tarafından yapılmaktadır.
Network Katmanı ( Network Layer ) Routerlara gelen verilerin yönlendirilme işlemi bu katmanda yapılır.Ağ içi veri akışı için routerda belirlenen tablolar vardır.Bu tablolar sabit veya değişken olabilir.Ağ içi trafiğin çok yoğun olduğu yerlerde dinamik bir yapı kullanılarak "verinin en kısa zamanda" hedefine ulaşması sağlanır.Normal ağ koşullarında bu tabllar sabittir ve veri paketlerinin gideceği yollar önceden belirlenmiştir. Ağ içerisindeki veri trafiği yine bu katman tarafından düzenlenir ve olası veri çakışmalarına karşı önlem alır.IP protokolunun çalışma alanıdır. Routerlı modemlerdeki "Route Table" bu ayarlamaların yapıldığı kısımdır.
Veri Bağlantı Katmanı [ Data Link Layer ] Veri iletim katmanının 2 temel görevi vardır: - Kendisine gelen paketlerin başına değişik yapılardaki logic işaretler koyarak çerçeveler(frame) oluşturma - Fiziksel katmana ulaşım stratejilerini belirleme. Network katmanından aldığı veri paketlerine hata kontrol bitlerini ekleyerek çerçeve (frame) halinde fiziksel katmana iletme işinden sorumludur. Ayrıca iletilen çerçevenin doğru mu yoksa yanlış mı iletildiğini kontrol eder ,eğer çerçeve hatalı iletilmişse çerçevenin yeniden gönderilmesini sağlamak da bu katmanın sorumluluğundadır. Bu katmanda ,iletilen çerçevenin hatalı olup olmadığını anlamak için CRC ( Cyclic Redundancy Check) yöntemi kullanılır. Switch’ler ve Bridge’ler veri iletim katmanında tanımlıdırlar.
Fiziksel Katman [Physical Layer ] Verilerin fiziksel olarak hat/ kablo/ ortam üzerinden aktarılması için gerekli işlemleri kapsar. Hub’lar fiziksel katmanda tanımlıdırlar. Bu katmanda tanımlanan standartlar taşınan verinin içeriğiyle ilgilenmezler. Daha çok işaretin şekli ,fiziksel katmanda kullanılacak konnektör türü , kablo türü gibi elektiriksel ve mekanik özelliklerle ilgilenir. Ağ katmanı, veri iletim katmanı ve fiziksel katmana ortam katmanları da denir. Uygulama, sunum, oturum ve iletim katmanlarına ise host katmanı denir.
Bağlantı Aygıtları Bilgisayar ağı erişiminde genel olarak dört tip bağlantı aygıtı kullanılır: tekrarlayıcı (repeater), köprü (bridge), yönlendirici (router) ve geçit yolu (gateway). Tekrarlayıcılar tamamen protokol bağımsız olarak fiziksel katmanda çalışır ve fiziksel genişleme amaçlı kullanılırlar. Geleneksel köprüler aynı protokolü kullanan Yerel Ağlar arasında temel veri düzeyinde bağlantı sağlar. Buna karşılık, geleneksel yönlendiriciler değişik tipteki ağ protokollerini idare edebilecek şekilde programlanabilirler ve böylelikle ayni geniş ağ alanı üzerinde farklı tipteki Yerel Ağları ve bilgisayar sistemlerini destekleyebilirler. Geçit yolları daha karmaşık olup, işlem yoğunluklu protokol cevrimi yaparak uygulamalar arasında işletilebilirliği (interoperability) sağlarlar.
Tekrarlayıcı(Repeater) Tekrarlayıcılar fiziksel katmanda çalışan cihazlardır. Tekrarlayıcının temel görevi bir fiziksel ortamdaki (kablo, fiber-optik, radyo dalgası vs.) sinyali alıp kuvvetlendirip bir diğer fiziksel ortama vermektir. Ağların fiziksel büyüklük sınırlarını daha da genişletmek amacı ile kullanılan bu cihazlar ile kuramsal olarak bir bilgisayar ağı sonsuza kadar genişletilebilir.
Köprü(Bridge) OSI referans modelinin veri iletim (data link) katmanında çalışırlar. Köprü cihazları temelde bağımsız iki ağın (farklı ağ teknolojilerini kullanabilirler- Ethernet ve Token-Ring gibi) birbirine bağlantısı için kullanılırlar. Bir köprü bağlandığı alt ağlar üstündeki tüm trafiği yürütür. Her paketi okur, paketin nereden geldiğini ve nereye gittiğini görmek için MAC (Media Access Control) katman kaynağını ve yerleşim (destination) adresini inceler. Bu süzme yeteneği mesajları yayınlamak ya da yerel veri trafiğinin diğer ağ üzerine geçmesini engellemek için etkili bir yol sağlar. Bazı köprüler adres süzmenin ve protokol tipine bağlı süzgecin de ötesine gider. Köprülü ağlar, protokol çevrimlerinin olmadığı, güvenlik gereksinimlerinin en az olduğu ve gereken tek şeyin basit yönlendirme olduğu durumlarda başarılıdır.
Yönlendirici (Router) Yönlendiriciler OSI referans modelinin ağ (network) katmanında çalışırlar. Bir köprü sadece paketlerin kaynağını ve gittiği yerin adresini kontrol ederken bir yönlendirici çok daha fazlasını yapar. Bir yönlendirici ağın tüm haritasını tutar ve paketin gittiği yere en iyi yolu belirleyebilmek için tüm yolların durumunu inceler. Bir yönlendirici, OSI referans modelinin ağ katmanında genel olarak tanımlanan protokollerle, yerel bölge ağlarını geniş bölge ağlarına bağlar. Yönlendiriciler paketleri iki istasyon arasındaki en iyi yolu gösteren yönlendirme tablosuna göre ilerleterek ağ üzerindeki yolları en iyi şekilde kullanırlar.
Geçit yolları (Gateway) Geçit yolları OSI referans modelinin üst katmanlarında islerler. Geçit yolları sadece farklı noktalardaki ağları bağlamakla kalmaz aynı zamanda bir ağdan taşınan verinin diğer ağlarla uyumlu olmasını da garanti ederler. Bu bir server'da, minibilgisayarda ya da ana bilgisayarda bulunan protokol cevirim yazılımıyla yapılır.