OSI(Open System Interconnection) model, bir bilgisayardan gönderilen bilginin ağ ortamı üzerinden başka bilgisayara nasıl ulaştığını anlatmak için tasarlanmıştır. OSI, bu iletişimi yedi katmanlı bir yapıya tanımlar. Her katmanın fonksiyonu diğer katmanlardan bağımsız olarak teker teker tanımlanır. OSI, ISO (Interneational Standart Organization) tarafından geliştirilmiş bir modeldir. Pratikte OSI modelini, veri iletişiminde kullandığımız cihazların ve bu cihazların kullandığı protokollerin ne türk standar fonksiyonlara sahip olduğunu anlamak için kullanırız. Yani OSI modeli, ağ elemanlarının nasıl çalıştığını ve verinin iletimi sırasında hangi işlemlerden geçtiğini kavramak için kullanılan bir rehberdir.
OSI Modeline Göre Ağ Donanımlarının ve Protokollerin Sınıflandırılması
- Uygulama Katmanı (Application Layer)
- Sunum Katmanı (Presentation Layer)
- Oturum Katmanı (Session Layer)
- Aktarım Katmanı (Transport Layer)
- Ağ Katmanı (Network Layer)
- Veri-Bağlantı Katmanı (Data-Link Layer)
- Fiziksel Katman (Physical Layer)
Fiziksel Katman (Physical Layer)
Haberleşme kanalının elektriksel ve mekanik olarak tanımlandığı katmandır. Bu katmanda çalışan donanımlar, bir uçtan gönderilen elektriksel sinyalin karşı uca iletilmesinden sorumludur. Sayısal haberleşme sistemlerinde, iletilebilen en küçük bilgi bit olarak adlandırılır. Bu nedenle, fiziksel hattın bağlantı hızı da bit/saniye cinsinden ifade edilir.
RS-232, V.35, G.703 ve RJ45 günümüzde oldukça sık kullanılan fiziksel bağlantı standartlarıdır.
Bu katmanda çalışan donanımlar:
- UTP, Koaksiyel, Fiper-Optik kibi kablolar
- RF (Radio) sinyal göndericileri ve alıcıları
- Kabloları mekanik olarak sonlandırmaya yarayan konnektörler
- Sinyalin elektriksel seviyesini yükselten ve aynı sinyalin birden fazla noktaya iletilmesini sağlayan Hub’lar.
- Sinyalin uzak mesafelere ulaşabilmesini sağlayan dial-up, xDSL, modemler ve daha yüksek hızlar için kullanılan PDH ve SDH’ler
- TDM anahtarlardır.
Veri Bağlantı Katmanı (Data-Link Layer)
Verinin fiziksel ortamdan güvenli bir şekilde taşınmasından sorumlu olan katmandır. Fiziksel haberleşme kanallarında taşınan sinyaller, ortamdaki elektriksel gürültüler nedeniyle bozulabilirler. Örneğin; çoğumuz, bir hoparlörün yakınında çalan cep telefonunuzun neden olduğunu elektriksel gürültüye şahit olmuşuzdur. Fiziksel haberleşme kanalları buna benzer birçok gürültüye maruz kalabilir. Bu nedenle veri-bağlantı katmanı, fiziksel katmandan alınan bitlerin gönderilen bitlerle aynı olup olmadığını, yani verinin güvenilirliğini sınayıcı yöntemler kullanır. En çok kullanılan hata sezme yöntemleri, eşlik sınaması (parity check) ve CRC (Cyclic Redundancy Check)’dir.
Veri-Bağlantı katmanı, fiziksel katmandan alınan bitleri veya bir üstündeki ağ katmanından aldığı veri paketlerini çerçeve (frame) adı verilen bir formata dönüştürür. Çerçeveleme işlemi aynı zamanda kapsülleme (encapsulation) olarak da isimlendirilir. Birbirine doğrudan bağlı ağ donanımlarının aynı çerçeve formatını (kapsülleme yöntemini) kullanıyor olması gerekir. Başka bir ifadeyle kullandıkları 2. Katman protokolleri aynı olmalıdır.
Günümüzde, en çok kullanılan 2.katman protokolleri:
- Yerel alan ağ (LAN) bağlantıları için Ethernet,
- Uzak alan ağ (WAN) bağlantıları için PPP, Frame-Relay ve ATM’dir.
Ağ Katmanı (Network Layer)
Veri paketlerini bir uçtan diğer uca birbirinden farklı haberleşme kanallarından (1. Katman) ve veri şebekeleri (2.katman) üzerinden taşınmasına imkân veren katmandır. İşte interneti dünyanın farklı yerlerindeki farklı şebekeler üzerinden erişilebilir kılan katman budur. Aynı zaman da IP katmanı olarak da adlandırılır.
IP, mantıksal ve yönlendirilebilir bir adresleme protokolü olduğu için her türlü haberleşme kanalı ve veri şebekesi üzerinden haberleşmeye imkân tanır.
- katman protokolleri, kendi fiziksel ya da yerel adreslerini kullandıklarından kısıtlı bir alanda iletilim imkânı tanırlar. Ağ katmanının en önemli görevi, adresleri yönlendirme işlemidir. Bu işlem, birden fazla ağ arayüzüne (network interface) sahip bilgisayarlar ve yönlendirici (router) adı verilen cihazlar tarafından yapılır. Yönlendiriciler 3. Katman fonksiyonları çok güçlü olan ve internetin omurgasını oluşturan cihazlardır.
Aktarım Katmanı (Transport Layer)
MS Outlook, Internet Explorer, ICO gibi uygulama programları için sanal iletişim kanalları kuran katmandır. Bu iletişim kanalları, port adı verilen servis numaraları kullanılarak kurulur. Aktarım katmanı, bu sanal iletişim kanallarının kurulmasından, yönetilmesinden ve sonlandırılmasından sorumludur. Ayrıca, iletişimi ne şekilde kurulacağı da bu katmanın görevidir. İki bilgisayar arasında sanal iletişim kanalı bağlantı temelli (connection oriented) ve bağlantısız (connectionless) olmak üzere iki şekilde kurulabilir. TCP ve UDP olmak üzere IP ağları üzerinde kullanılan iki farklı iletişim protokolü vardır.
TCP, bağlantı temelli bir protokoldür. Yani iki bilgisayar arasında veri aktarımı başlamadan önce karşılıklı görüşme yapılır. İstekte bulunan bilgisayar karşıdaki bilgisayara, ilgili servisinin müsait olup olmadığını sorar. Bu yönüyle TCP protokolünü, Telefon görüşmesine benzetebiliriz. Görüşme başlamadan, karşıda birisi varsa ve meşgul değilse bağlantı kurulur. Daha sonra konuşma başlar. Bu yönüyle güvenilir bir iletişim sağlar.
UDP bağlantı temelli değildir. İki bilgisayar arasında önceden kurulmuş bir bağlantı olmadığından paketin iletimini garanti etmez. Yani gönderilen bilginin kaybolması durumunda gönderenin haberi dahi olmaz. Bu durum başlangıçta her yönüyle dezavantajlı gibi görünse de internet üzerinden yapılan video-konferans vs. gerçek zamanlı uygulamalar için daha elverişlidir. Transport katmanının diğer bir görevi de uygulama katmanından aldığı bilgiyi bölümleyerek (segmentation), daha küçük parçalara ayırmaktadır. Bölümlenmiş bu veriye segment adı verilir. Ağ katmanından alınan veri paketlerini de birleştirerek uygulama katmanına iletir.
Oturum Katmanı (Session Layer), Sunum Katmanı (Presentation Layer),Uygulama Katmanı (Application Layer)
OSI modelinin 5,6 ve 7. Katmanlarını uygulama seviyesi altında toplamamızda bir sakınca yoktur. Çünkü bu üç katmanın fonksiyonları da uygulama programları tarafından yönetilir. Bu üç katman arasındaki fark, ağ yöneticilerinden çok sistem programcılarının ilgilenmesi gereken bir konudur.
Ağ ortamında kullandığımız uygulama programlarını istemci (client) ve sunucu (server) olmak üzere iki başlık altında toplayabiliriz. Ms Outlook, Internet Explorer, CuteFTP, skype vb. programlar internet üzerinden servis aldığımız istemci programlarıdır. Bu istemci programların servis aldığı programlara ise sunucu programları denir. Örneğin; e-posta almak için MS Outlook’un bir e-posta sunucuya (POP3 veya IMAP sunucusu) bağlanması gerekir. İstemci programlarının sunucu programlarına bağlanması ve aralarındaki diyaloğun yürütülmesi oturum katmanı tarafından yürütülür. Bu uygulama programları arasındaki veri aktarımı ise daha alt seviyedeki aktarım katmanının sağladığı sanal iletişim kanalları üzerinden sağlanır. Bu nedenle farklı uygulamalar farklı port numaraları kullanırlar.
OSI Modelinin Sağladığı Avantajlar
- Üretici firmaların, ağ tasarımcılarının ve ağ yöneticilerinin birbirlerini anlamak için kullandıkları ortak bir dil gibidir.
- Farklı üretici firmaların geliştirdikleri cihaz ve yazılımların birbirleriyle uyumlu çalışmasına katkıda bulunur.
- Bilgisayarlardan bilgisayara yapılan iletişimin kolay anlaşılmasını sağlar. Katmanlı model, kullandığımız cihazların ve protokollerin benzerliklerini ve birbirinden farkını anlamamıza yardımcı olur. Böylece ağ cihazlarının ve protokollerinin sınıflandırmasını kolayca yapabiliriz.
- Cihaz ve yazılımların hangi katmanlarda çalıştığını bilmek, ağ tasarımını kolaylaştıracaktır. Ayrıca, tasarımın basitleşmesi, ağ kurulum maliyetlerini de düşürecektir.
- Ağda yaşanan sorunun hangi katmanda bilinirse nereden kaynaklandığı daha kolay bulunabilir. Böylece ağ yönetimi kolaylaşacaktır. Örneğin; bilgisayarınızın karşıdaki sunucuya bağlanamama sebebinin 1.katmandan mı (fiziksel bağlantı seviyesinde), 3.katmandan mı (IP seviyesinde), yoksa 7. Katmandan mı (uygulama seviyesinde) olduğunu bazı komutlar (ping, trace, nslookup, telnet gibi) kullanarak anlayabilirsiniz.
