Az ISO-OSI hivatkozási modellek 

A számítógép-hálózatok rétegezett struktúrájú modell segítségével írhatók le. A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet, az ISO (International Standard Organization) kidolgozott egy olyan modell-ajánlást amelyet ma már minden hálózati rendszer tervezésekor követnek. Az OSI az Open System Interconnect - nyílt rendszerek összekapcsolása kifejezés angol eredetijéből alkotott betűszó. Nyílt rendszereknek az olyan rendszereket hívjuk, amelyek nyitottak a más rendszerekkel való kommunikációra. Az OSI modell hét rétegből áll:

Alkalmazási réteg:

Széles körben igényelt protokollokat tartalmaz. Az állománytovábbításokon kívül ehhez a réteghez tartozik még az elektronikus levelezés, a távoli munkabevitel, a katalóguskikeresés, és még egy sor egyéb, általános-, ill. speciális célú alkalmazási feladat is. Ez a réteg kapcsolódik szorosan a felhasználóhoz, itt kell a hálózati felhasználói kapcsolatok megoldásait megvalósítani. Ezeken kívül definiál egy hálózati virtuális terminált amely segít az eltérő hálózati terminálok kezelésében.(Azok a szoftverek, melyeket már ténylegesen a felhasználó használ)

Megjelenítési réteg (presentation layer):

Feladata az adatok egységes kezelése. Az átviendő információ szintaktikájával és szemantikájával foglalkozik. A megjelenítési réteg az információábrázolás más vonatkozásait is magába foglalja mint pl. az adattömörítés vagy a kriptográfia. (Két pont között hibátlan átvitel)

Együttműködési réteg (session layer):

Más néven: viszony réteg. A különböző gépek felhasználói viszonyt létesítenek egymással, például bejelentkezés egy távoli operációs rendszerbe, állománytovábbítás két gép között. A viszonyréteg szolgáltatásai a párbeszéd szervezése és a szinkronizáció. (két nem közvetlenül összekötött pont között kapcsolat)

Szállítási réteg (transport layer):

Alapvető feladata az, hogy adatokat fogadjon a viszonyrétegtől, kisebb darabra vágja szét azokat (ha szükséges), majd adja tovább a hálózati rétegnek és biztosítsa, hogy minden darab hibátlanul megérkezzék a másik oldalra. Fontos része a címzések kezelése. (hibamentes szállítás a dolga)

Hálózati réteg (network layer):

A kommunikációs alhálózatok működését vezérli.

Feladatai:

  • útvonalválasztás (routing)
  • torlódás elkerülése
  • heterogén hálózatok összekapcsolása

(az üzenet szétbontása a megfelelő helyen, addig csak egy információ megy, ott osztódik)

Adatkapcsolati réteg (data link layer):

Feladata az adatok megbízható továbbítása az adó és vevő között. Ez általában úgy történik, hogy az átviendő adatokat adatkeretekké (data frame) tördeli, ellátja kiegészítő cím, egyéb és ellenőrző információval, ezeket sorrendhelyesen továbbítja, majd a vevő által visszaküldött nyugtakereteket (acknowledgement frame) véve ezeket feldolgozza. (keretekké tördelés és továbbítás)

Fizikai réteg (physical layer):

Valójában ezen a rétegen zajlik a tényleges fizikai kommunikáció. Biteket juttat a kommunikációs csatornára, olyan módon, hogy az adó oldali bitet a vevő is helyesen értelmezze. Átviteli közegek (sodrott érpár, koaxiális kábel, twinaxiális kábel, optikai kábel, rádiós átvitel), kódolási formák (természetes kódolás, RTZ, NRZ, Manchester 2, differenciális Manchester) tartoznak ebbe a szintbe. Azokat a mechanikai és villamos eszközöket, illetve eljárásokat öleli fel a réteg, amelyek az adatok átviteléhez, az adatkapcsolati entitások közötti fizikai összeköttetés létrehozásához, fenntartásához és bontásához szükséges. (fizikai összeköttetés).

A TCP/IP hivatkozási modellek

A TCP/IP egy olyan réteges hálózati modell amely a világméretű hálózat, az INTERNET alapjául szolgál. Négy rétegből áll:

Alkalmazási réteg (Application):

Felhasználói és hálózati kapcsolatot biztosító programok.

Transzport réteg (Transport):

Az OSI model szállítási-hálózati rétegének felel meg. A létesített és élő kapcsolat fenntartását biztosítja.

Két rétegprotokollból áll:

  • a Transmission Control Protocol (TCP), azaz a továbbítást szabályozó eljárásból és
  • a User Datagram Protocol (UDP), mint összeköttetésmentes szállítási protokollból

Hálózati réteg (Internet):

Az OSI-modell hálózati rétegének felel meg, a csomagok útvonal kijelölését végzi a hálózatok között. Az üzenetvezérlő protokoll cím meghatározó eljárása az IP (Internet Protocol), a foglalt címet határozza meg. A rétegben előforduló események és hibák jelzésére az Internet Control Message Protocol, az Internet Vezérlőüzenet Protokoll szolgál.

Hálózat elérési réteg (Network Interface):

Az OSI-modell két alsó szintjének felel meg. Ez biztosítja a kapcsolatot a csomópontok között.

ISO-OSI és a TCP/IP hivatkozási modellek összehasonlítása és kritikája

Hasonlóságok:

  • Mindkettő rétegekből tevődik össze
  • Mindkettőben található egy alkalmazási réteg, bár funkciójuk igencsak különböző
  • Mindkettő hasonló funkciójú szállítási és hálózati réteggel rendelkezik
  • Csomagkapcsolt (nem pedig áramkörkapcsolt) technológiát vesznek alapul
  • A hálózati szakembereknek mindkettőt ismerniük kell

Különbségek:

  • A TCP/IP az alkalmazási rétegre hárítja a megjelenítési és a viszonyréteg funkcióit
  • A TCP/IP az OSI modell adatkapcsolati rétegét és a fizikai réteget egy réteggé vonja össze
  • A TCP/IP kevesebb rétege miatt egyszerűbbnek tűnik
  • A TCP/IP protokolljaira épült az Internet, tehát a TCP/IP modell csak a protokolljai miatt nyert létjogosultságot. Ezzel szemben az OSI modellre épülő protokollokat egyetlen hálózat sem használja, bár mindenki az OSI modell alapján gondolkodik

 

Az OSI és a TCP/IP modell összehasonlítása
Az OSI és a TCP/IP modell összehasonlítása

Kritikájuk:

OSI modell kritikája:

Rossz időzítés, rossz technológia (különböző rétegfeladatok ismétlődnek, kommunikáció orientált), rossz implementálás.

Rossz időzítés:

Egy szabvány megjelentetésének időpontja rendkívül erősen befolyásolhatja annak sikerét. A szabványosításnak a kutatások befejezése után és a beruházások megkezdése előtt kell megtörténnie. Ez azért fontos, hogy a kellő tapasztalat birtokában egységes szabványt hozhassunk létre.
Mire az OSI protokollok megjelentek, addigra a versenytárs TCP/IP protokollok már széles körben elterjedtek a kutatóegyetemeken.

Rossz technológia:

A protokollok nem voltak tökéletesek. A viszony réteget alig használja a legtöbb alkalmazás, a megjelenítési réteg pedig szinte teljesen üres. Eredetileg csak öt réteg volt, de mivel a nagy befolyású IBM-nek már volt egy 7 rétegű modellje ezért 7 rétegűre módosították.

Rosszul implementálható:

A modell és a protokollok rendkívüli bonyolultsága miatt az implementációk kezdetben terjedelmesek, kezelhetetlenek és lassúak voltak. Mindenki megbukott, aki próbálkozott vele. Nem telt bele sok idő, és az „OSI"-ról mindenkinek a „gyenge minőség" jutott az eszébe. Bár az idők során egyre jobbak lettek a termékek, a kialakult kép nem változott.
Ugyanakkora TCP/IP egyik első implementációja a Berkeley-fele UNIX része volt, és nem csak nagyon jó, de még ingyenes is volt. Az emberek gyorsan rászoktak, így komoly felhasználói tábora alakult ki. Ennek köszönhetően egyre jobb lett a termék, ami tovább növelte a felhasználók körét.

TCP/IP modell kritikája:

Nem tisztázott a specifikáció és az implementáció, a hálózat elérés réteg a fizikai és az adatkapcsolati réteget nem választja el.

  • A modell nem tesz világos különbséget a szolgálat, az interfész és a protokoll fogalma között
  • A TCP/IP modell egyáltalán nem általános érvényű, és a önmagán kívül más protokollkészletek leírására nem igazán alkalmas.
  • A TCP/IP modell nem különbözteti meg (sőt, meg sem említi) a fizikai és az adatkapcsolati réteget, pedig ez két teljesen különböző dolog.
  • Az IP és a TCP protokollt alaposan átgondolták, és jól implementálták, a többi protokoll nagy része inkább eseti jellegű

Elméletben az OSI az ideális, de gyakorlatban a TCP/IP.

A szabványosítás problémája

Alapvetően a szabványoknak két családja van: a de-facto és a de-jure. A második esetben bizottságok deklarálnak, hivatalosan dokumentálnak szabványokat. Az első pedig egy széleskörben használt konkrét megoldásból alakul ki, amelyet aztán célszerű de-jure szabványokká alakítani. A hálózatok esetében is több vezető cég a saját termékeit akarta ráerőltetni másokra, hogy az ő eszköze, megoldása legyen a hivatalos szabvány.
A sok kompromisszumos megoldás mellett megszületett a hétrétegű ISO-OSI modell. Nagyszerűségét bizonyítja, hogy bár nem szabvány, csak egy modellajánlás, ma már a hálózatok kialakításánál alapul veszik.