het OSI-model versus TCP/IP-model

HET OSI-MODEL

OSI staat voor Open Systems Interconnection.

Het is een model, opgesteld door ISO en IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) in 1984. Het dient om

• de fabricanten van software en hardware een houvast te geven bij het ontwikkelen van netwerkproducten.
• Voor communicatie tussen zendend en ontvangend systeem in een netwerk

m.a.w. ‘Hoe gaat de data van één computer op één netwerk via kabels, connectoren of draadloos naar een andere computer op een ander netwerk?’

Het is een gelaagd model, met zeven lagen: Het probleem wordt opgesplitst in verschillende deelproblemen.
Elk deelprobleem wordt in zijn laag opgelost en in elk deel wordt ervoor gezorgd dat de voorgaande en achterliggende laag met de oplossing overweg kan.
Dat gebeurt door de tussenliggende interface. Elke laag levert dus een dienst aan een buurlaag, of ontvangt een service van een buurlaag.

Nu moet de ontvangende laag natuurlijk wel weten welke service er door zijn buur verstuurd werd, evenals hoe die verstuurd is. Daarom wordt bij elke overdracht een header voor de data toegevoegd met daarin informatie omtrent de door de zendende laag verleende service, m.a.w., welk protocol gebruikt is. Elke laag is eigenlijk een serie van protocollen.

We kunnen 2 grotere delen onderscheiden:

• Applicatiegerichte lagen of de Upper Layer Data: de data is nog één blok.
• Transportgerichte lagen: de data wordt opgesplitst.
  

Elke laag wordt ook wel een peer genoemd, vandaar de uitdrukking peer-to-peer.

Nu, het OSI-model is een theoretisch, conceptueel model dat nooit geïmplementeerd is.

Waarom is dit model dan toch belangrijk?

Vrijwel iedereen die een opleiding volgt in de IT moet kennis nemen van deze lagen voor verschillende certificeringen. Maar het is meer dan louter theorie, in de beroepspraktijk gebruiken we dit model om te begrijpen wat de interoperabiliteit van producten en programma’s is. We gebruiken het model om conceptuele vergelijkingen te maken van verschillende hardware en software.

Sommige mensen vinden dat het model achterhaald is (vanwege de theoretische aard en uiteindelijk zijn voor de meeste IT’ers de vier lagen van het TCP/IP-model meer van belang) maar dit model helpt nieuwe netwerktechnologieën inzichtelijk te maken, zodat alle gebruikers weten waar we het precies over hebben: welke protocollen zijn van belang en waarom, welke apparaten zijn erbij betrokken en op welk punt in de dataverbinding? Het OSI-model helpt richting te geven aan zulke technische gesprekken. Het helpt ook bij trouble-shooting.

MOET JE DEZE 7 LAGEN KENNEN?

VOOR HET CCNA = Cisco Certified Network Associate (certificering is belangrijk in de IT-wereld) ZEKER, MAAR HIER IS EEN ZINNETJE OM HET GEMAKKELIJKER TE MAKEN:

Zoek zelf een zin

All Peoples Seem To Need Data Processing.

7. Application Layer: network applications

Toegang tot draaiende toepassingen

Top van het model en het punt van het systeem dat het dichtste bij de eindgebruiker zit. Het gaat hier om de programma’s waar de eindgebruiker direct mee te maken heeft voor de communicatie met computersystemen. Een browser (Chrome, Firefox, Edge) is het simpelste voorbeeld.

Nu, als je ‘applicatie’s’ zegt, denken mensen vaak aan apps zoals Microsoft Word, Outlook of Powerpoint, en die zouden hier ook bij staan als ze een netwerkverbinding nodig hebben…
Maar de application layer bevat dus niet de ‘Chrome’ of ‘Firefox’-applicatie, maar een reeks protocollen die ervoor zorgen dat die applicaties kunnen werken in een netwerk of via het internet.

VOORBEELDEN VAN APPLICATION PROTOCOLS: HTTP. HTTPS. SMTP. FTP. SNMP. POP3….

6. Presentation Layer

Deze laag voert vertaalwerkzaamheden, compressie en encryptie uit naar volgende laag toe.

Ze maakt de data van de onderliggende lagen klaar om gepresenteerd te worden in de Application laag (en omgekeerd natuurlijk).

VB: ABCDE wordt 100011101101, dat wordt dan gecomprimeerd naar 10101101 en ge-encrypt / decrypt  voor verzending / ontvangst.

Het slaat in de regel op de verwerking tussen het netwerkformaat en het applicatieformaat.
Met andere woorden, hier wordt de data ‘gepresenteerd’ aan de applicatie of andersom van het programma naar het netwerk toe.

Een voorbeeld is versleuteling en decryptie van gegevens voor beveiligde communicatie dmv het SSL (Secure Socket Layer) Protocol.

5. Session Layer

De Session Layer zorgt voor de verbinding tussen 2 applicaties, door antwoorden te zoeken op de vragen “Wie ben je?” en “Heb jij toegang tot deze data?“.

• Authentication: Wie ben je?
• Authorization: Heb je toegang tot deze data?

Session Management: Als twee apparaten, bijvoorbeeld computers of servers, met elkaar moeten praten, is er een sessie nodig en dat wordt eveneens in deze laag afgehandeld.
Functies hiervan zijn onder meer:

• het starten en beëindigen van de applicatie aan elke kant van de sessie en
• de coördinatie er tussen – hoe lang moet een systeem bijvoorbeeld wachten op een reactie.
• Duplexing. Hierbij zijn 3 mogelijkheden:
  • Simplex: enkel verkeer van zender naar ontvanger vb radio-uitzending
  • Half-duplex: in twee richtingen maar niet tegelijkertijd vb piloot-verkeerstoren
  • Full-duplex: volledig open vb telefoongesprek

VOORBEELDEN VAN SESSION PROTOCOLS: NFS (Network file system). SQL (Structured Query Language). ASP (AppleTalk Session Protocol)

Jouw webbrowser vervult alle functie’s van deze 3 bovenste lagen: Application layer, Presentation layer en Session layer.

4. Transport Layer

Deze laag zorgt voor het klaarmaken van de data voor transport.

• SEGMENTATIE:
  De data wordt opgedeeld in Data Units, Segments genoemd. Elk van die segments bevat in de header een SequentieNummer en een PoortNummer van zowel verzender als bestemmeling.
  • Het poortnummer helpt om elk segment naar de juiste applicatie te leiden: vb Firefox, Chrome…
  • Het sequentienummer helpt om later de segmenten terug in de juiste volgorde te assembleren.
• FLOW CONTROL:
  Bepaalt de hoeveelheid data die doorgestuurd wordt. Vb. Een computer stuurt data naar een mobile device, aan 100Mbps, maar het ontvangend toestel kan maar maximum 10Mbps verwerken, dan kan het mobile toestel met behulp van de Transport layer laten weten: hé, doe wat trager, ik kan niet volgen… Dan past het zendend toestel zich aan en gaat er geen data verloren. Omgekeerd ook, om systeem-efficiëntie te verhogen.
• ERROR CONTROL:
  Stel 1 van de segmenten komt niet toe, dan gebruikt de Transport layer de Automatic Repeat Request om er voor te zorgen dat het missend segment nogmaals gestuurd wordt. Een groep van bits, CheckSum genaamd, wordt door de Transport Layer aan elk segment toegevoegd, zodat bij het her-samenstellen van de segmenten gecheckt kan worden of alles aanwezig is.

Voorbeelden uit de transportlaag: TCP (transmission Control Protocol). UDP (User Datagram Protocol).

UDP is sneller dan TCP, maar levert geen feedback omtrent of de data daadwerkelijk toegekomen is, terwijl bij gebruik van het TCProtocol er wel feedback gegeven wordt en verloren data opnieuw verstuurd kan worden.

3. Network Layer

We spreken niet meer over segmenten, maar de data units heten nu packets.

Zorgt ervoor dat packets via het ‘store & forward’-principe gerouteerd over het netwerk kunnen worden verzonden. De Network layer verzorgt de verbinding tussen verschilende netwerken.

• LOGICAL ADDRESSING: IPv4 & IPv6
  Elke computer in een netwerk heeft een uniek ip-adres: IP adres 1 en 2 (verzender en ontvanger) worden opnieuw als head toegevoegd aan elk segment om zo een packet te maken.
• PATH DETERMINATION: kiezen van de route die gevolgd moet worden:
  Als je computer in Gent wil praten met eentje in New York zijn er miljoenen verschillende paden die de gegevens kunnen nemen.
• ROUTING: Routers op deze laag zorgen – als het goed is – voor het efficiënt routeren. Het functioneren van de routing is waar netwerkprofessionals zich voornamelijk mee bezig houden

Bij elke node (kruispunt) wordt het packet opgeslagen

In zijn meest basic vorm gaat deze laag over het forwarden van packets, inclusief het routeren door verschillende knooppunten.

2. Data Link

Deze layer zorgt voor (foutloos) transport van frames, zo worden de data-units nu genoemd, tussen 2 naast elkaar liggende nodes.

In de header van de packets worden de MAC-adressen (media access control) van verzender en ontvanger toegevoegd.

Het MAC-adres wordt meestal weergegeven in hexadecimale vorm en is een 12-digits alfanumerieke reeks (vb 62.34.DF.3A.87.C9), ingebed in de NIC (network interface card) van de computer, meegegeven door de fabrikant. Van de eerste 24 bits kan normaal de fabrikant worden afgeleid.

DataLink layer zit als software ingesloten in deze netwerk-kaart en geeft de mogelijkheid om data te transfereren van een computer naar een andere via ‘local media’. Local media kan zowel koperdraad, optische vezel of ‘air’ voor radiosignalen zijn. Media heeft hier dus niets te maken met audio, video of animaties. Het refereert naar de fysieke link tussen twee of meer computers of netwerken.

Als 2 communicerende systemen worden gekoppeld op het niveau van de Data Link-layer, gebeurt dat met een switch.

1. Physical Layer: hardware en bedrading

De rol van de Physical layer is eigenlijk die bits in een kabel te krijgen…

Bits worden omgezet naar signalen. Het soort signaal dat gegenereerd wordt hangt af van het type medium dat gebruikt wordt.

• Dit zijn elektrische signalen in het geval van gebruik van koperkabel of LAN (local area network) kabel,
• lichtsignalen in het geval van optische vezels of
• radiosignalen als het medium ‘air’ is.

Als er een netwerkprobleem optreedt, wordt meestal eerst naar de fysieke laag gekeken om te zien of alles correct is aangesloten en er bijvoorbeeld geen kabel uit een switch, computer of stopcontact is getrokken

SAMENGEVAT…

DEVICES

Laag 1 is de laag van ‘the wire’; koperkabel, optische vezel… maar er zijn wel apparaten die op deze laag functioneren, maar veel van die devices komen ook terug op laag 2: de Wireless access point, de NIC.

Een device dat specifiek is voor laag 2 is de switch. In de begindagen werd een switch een Bridge genoemd. Die had enkel een in- en een uitgang. In het begin van de switches werden die ook wel ‘multiport-bridges’ genoemd.

Laag 3 heeft de Router als specifiek device. De multilayer Switch is eigenlijk een switch en een router gecombineerd.

Nu, zoals we al zeiden:

Het OSI-model is een theoretisch, conceptueel model dat nooit geïmplementeerd is.

Wat we eigenlijk gebruiken is het internet, en het internet is de reeks protocollen uit het TCP/IP-model.

Het Is dus niet enkel het TCProtocol en het Iprotocol, maar een hele serie andere ook nog. Laten we even kijken naar de verschillende protocollen op de verschillende lagen in het TCP/IP-model.

TCP/IP-MODEL

De Network Acces layer bevat hier de

• Media Access Control: MAC-adressen;
• het Address Resolution Protocol (ARP),
• het Ethernet en nog een deel andere protocollen.

Ethernet met de 802.3-specificatie is bekabeld internet;
de 802.11-specificatie wijst op draadloos internet, WIFI.

De Internetlaag bevat

• de IPv4 en IPv6 protocollen.
• ICMP: internet control message protocol, voor het uitsturen van oa Ping-boodschappen
• IPSec: ip security ingebouwd In de lager lagen.
• OSPF en EIGRP zijn routingsprotocollen.