เมื่อนักเรียนระบบเครือข่ายส่วนใหญ่เรียนรู้เกี่ยวกับแบบจำลอง OSI เป็นครั้งแรกพวกเขาใช้เวลาพยายามอย่างมากที่จะเข้าใจว่าเลเยอร์ของรูปแบบของโปรโตคอลใดที่เหมาะสม เราได้รับคำถามมากมายเกี่ยวกับเลเยอร์ OSI ในฟอรัมนี้และพวกเขามักจะชอบ:
- IS-IS ทำงานบนเลเยอร์ OSI ใด
- HTML เป็นการนำเสนอหรือโปรโตคอลแอปพลิเคชันหรือไม่
- VPN Tunnels เป็นเลเยอร์ 2 หรือ 3 หรือไม่
นักเรียน (หรือมืออาชีพในเรื่องนั้น) ควรเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างแบบจำลอง OSI และโปรโตคอลที่ตนทำงานด้วยอย่างไร
คำตอบ:
มีข้อเท็จจริงสำคัญสองประการเกี่ยวกับแบบจำลอง OSI ที่ต้องจดจำ:
มันเป็นรูปแบบแนวคิด นั่นหมายถึงมันอธิบายกลุ่มฟังก์ชันเครือข่ายในอุดมคติที่เป็นนามธรรมและเป็นทฤษฎี มันไม่ได้อธิบายสิ่งที่คนอื่นสร้างขึ้นจริง (อย่างน้อยก็ไม่มีอะไรที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน)
มันไม่ได้เป็นรุ่นเดียว มีรุ่นอื่น ๆ ที่โดดเด่นที่สุดคือชุดโปรโตคอล TCP / IP (RFC-1122 และ RFC-1123) ซึ่งใกล้เคียงกับที่ใช้อยู่มาก
ประวัติเล็กน้อย: คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับวันแรก ๆ ของการสร้างเครือข่ายแพ็คเก็ตรวมถึง ARPANET ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกอินเทอร์เน็ต นอกเหนือจากความพยายามของกระทรวงกลาโหมสหรัฐในการสร้างโพรโทคอลเครือข่ายแล้วกลุ่มอื่น ๆ และ บริษัท ต่างๆก็มีส่วนเกี่ยวข้องเช่นกัน แต่ละกลุ่มมีการพัฒนาโปรโตคอลของตนเองในด้านการสลับแพ็คเก็ต IBM และ บริษัท โทรศัพท์กำลังพัฒนามาตรฐานของตนเอง ในฝรั่งเศสนักวิจัยกำลังทำโครงข่าย Cyclades ของตัวเอง
การทำงานกับแบบจำลอง OSI เริ่มขึ้นในปลายปี 1970 ส่วนใหญ่เป็นการตอบสนองต่ออิทธิพลที่เพิ่มขึ้นของ บริษัท ใหญ่ ๆ เช่น IBM, NCR, Burroughs, Honeywell (และอื่น ๆ ) และโปรโตคอลและฮาร์ดแวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของพวกเขา แนวคิดเบื้องหลังคือการสร้างมาตรฐานแบบเปิดที่จะให้การทำงานร่วมกันระหว่างผู้ผลิตที่แตกต่างกัน แต่เนื่องจากรูปแบบ ISO เป็นระดับสากลจึงมีผลประโยชน์ทางการเมืองวัฒนธรรมและทางเทคนิคที่แข่งขันกันมากมาย ใช้เวลากว่าหกปีกว่าจะได้ฉันทามติและเผยแพร่มาตรฐาน
ในขณะเดียวกันรูปแบบ TCP / IP ยังได้รับการพัฒนา มันง่ายใช้งานง่ายและที่สำคัญที่สุดคือมันฟรี คุณต้องซื้อข้อมูลจำเพาะมาตรฐานของ OSI เพื่อสร้างซอฟต์แวร์สำหรับมัน ความสนใจและความพยายามในการพัฒนาทั้งหมดเกี่ยวข้องกับ TCP / IP เป็นผลให้รูปแบบ OSI ไม่เคยถูกนำมาใช้เป็นชุดของโปรโตคอลและ TCP / IP กลายเป็นมาตรฐานสำหรับอินเทอร์เน็ต
ประเด็นก็คือโปรโตคอลทั้งหมดที่ใช้อยู่ในปัจจุบันคือชุด TCP / IP โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเช่น RIP, OSPF และ BGP; และโฮสต์โปรโตคอล OS เช่น Windows SMB และ Unix RPC ได้รับการพัฒนาโดยไม่ต้องคำนึงถึงรูปแบบ OSI บางครั้งพวกเขาก็มีความคล้ายคลึงกับมันบ้าง แต่มาตรฐาน OSI ไม่เคยปฏิบัติตามในระหว่างการพัฒนา ดังนั้นคนโง่จึงต้องพยายามปรับโปรโตคอลให้เหมาะสมกับ OSI พวกเขาไม่พอดี
ไม่ได้หมายความว่าแบบจำลองไม่มีค่า มันยังเป็นความคิดที่ดีที่จะศึกษาเพื่อให้คุณสามารถเข้าใจแนวคิดทั่วไป แนวคิดของเลเยอร์ OSI นั้นเชื่อมโยงกับคำศัพท์เครือข่ายอย่างมากดังนั้นเราจึงพูดถึงเลเยอร์ 1, 2 และ 3 ในการพูดเครือข่ายทุกวัน คำจำกัดความของเลเยอร์ 1, 2 และ 3 คือถ้าคุณเหลื่อมกันเล็กน้อย ด้วยเหตุผลเพียงอย่างเดียวมันก็คุ้มค่าที่จะรู้
สิ่งที่สำคัญที่สุดที่จะเข้าใจเกี่ยวกับโมเดล OSI (หรืออื่น ๆ ) คือ:
การแบ่งโปรโตคอลออกเป็นเลเยอร์ช่วยให้เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับแง่มุมต่าง ๆ ของพวกเขาแยกกัน ทำให้โปรโตคอลง่ายต่อการเข้าใจและแก้ไขได้ง่ายขึ้น เราสามารถแยกฟังก์ชั่นที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างง่ายดายและจัดกลุ่มพวกเขาด้วยฟังก์ชั่นที่คล้ายกันของโปรโตคอลอื่น ๆ
“ ฟังก์ชั่น” (พูดอย่างกว้าง ๆ ) แต่ละห่อหุ้มชั้น (s) ด้านบน เลเยอร์เครือข่ายห่อหุ้มเลเยอร์ด้านบน ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลห่อหุ้มชั้นเครือข่ายและอื่น ๆ
เลเยอร์สรุปเลเยอร์ด้านล่าง เว็บเบราว์เซอร์ของคุณไม่จำเป็นต้องรู้ว่าคุณกำลังใช้ TCP / IP หรืออย่างอื่นที่เลเยอร์เครือข่าย (ราวกับมีสิ่งอื่น) ไปที่เบราว์เซอร์ของคุณเลเยอร์ที่ต่ำกว่าจะให้กระแสข้อมูล วิธีที่กระแสนั้นจัดการเพื่อแสดงถูกซ่อนจากเบราว์เซอร์ TCP / IP ไม่รู้ (หรือสนใจ) หากคุณใช้อีเธอร์เน็ตเคเบิลโมเด็มสาย T1 หรือดาวเทียม มันเป็นเพียงการประมวลผลแพ็คเก็ต ลองนึกภาพว่าการออกแบบแอพพลิเคชั่นนั้นยากแค่ไหน เลเยอร์ที่เป็นนามธรรมจะลดลงเพื่อให้การออกแบบและการทำงานของซอฟต์แวร์ง่ายขึ้น
Decoupling: ในทางทฤษฎีคุณสามารถแทนที่เทคโนโลยีหนึ่งโดยเฉพาะสำหรับเทคโนโลยีอื่นในเลเยอร์เดียวกัน ตราบใดที่เลเยอร์สื่อสารกับเลเยอร์ด้านบนและเลเยอร์ด้านล่างในลักษณะเดียวกันมันก็ไม่สำคัญว่ามันจะถูกนำไปใช้อย่างไร ตัวอย่างเช่นเราสามารถลบโปรโตคอลเลเยอร์ 3 ที่รู้จักกันดีมาก IP เวอร์ชัน 4 และแทนที่ด้วย IP เวอร์ชัน 6 ทุกสิ่งอื่นควรทำงานเหมือนกันทุกประการ เบราว์เซอร์หรือเคเบิลโมเด็มของคุณก็ไม่ควรสร้างความแตกต่าง
โมเดล TCP / IP คือชุดโปรโตคอล TCP / IP ที่ใช้ (แปลกใจ!) มันมีแค่สี่เลเยอร์และทุกอย่างที่เกี่ยวกับการขนส่งเป็นเพียง“ แอปพลิเคชั่น” มันง่ายกว่าที่จะเข้าใจและป้องกันคำถามที่ไม่รู้จบเช่น“ เลเยอร์เซสชั่นนี้หรือเลเยอร์การนำเสนอ?” แต่มันก็เป็นเพียงแบบจำลอง ไม่พอดีกับมันเช่นโพรโทคอลทันเนล (GRE, MPLS, IPSec เพื่อตั้งชื่อไม่กี่)
ในที่สุดแบบจำลองเป็นวิธีการแสดงแนวคิดนามธรรมที่มองไม่เห็นเช่นที่อยู่และแพ็คเก็ตและบิต ตราบใดที่คุณระลึกไว้เสมอว่ารูปแบบ OSI หรือ TCP / IP จะมีประโยชน์ในการทำความเข้าใจกับเครือข่าย
มีความสับสนอยู่ที่นี่ เพียงเพราะฟังก์ชั่นไม่พอดีกับเลเยอร์ไม่ได้หมายความว่ามันไม่ได้ OSI นั้นมีความยืดหยุ่นและอนุญาตให้วัตถุและเลเยอร์ย่อยที่มีการใช้งานจริงแมปกับโมเดล ฟังก์ชั่นบางอย่างของเลเยอร์อาจทำซ้ำในเลเยอร์อื่น การประมวลผลก็ไม่จำเป็นต้องเกิดขึ้นที่ Application layer ในที่สุด OSI เป็นมากกว่าแบบจำลองมันถูกนำไปใช้อย่างครบถ้วนโดยผู้ผลิตบางราย ฉันทำงานเกี่ยวกับโครงการ DEC การปฏิบัติจริงหมายถึงมีเพียงบางส่วนของ OSI ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
โปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง IGP ทั้งหมด (โปรโตคอลเกตเวย์ภายใน) ทำงานที่เลเยอร์ 3 BGP ภายนอกทำงานที่เลเยอร์ 4 ในขณะที่ทำงานภายในที่เลเยอร์ 3
Physical Layer - ข้อตกลงกับอุปกรณ์เครือข่ายฮาร์ดแวร์เช่นแล็ปท็อปโทรศัพท์มือถือเดสก์ท็อป เลเยอร์ 1 เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นโดเมนปะทะกันชั้น 1 PDU (หน่วยข้อมูลโปรโตคอลเป็นบิต)
Data / link layer - เลเยอร์นี้เกี่ยวข้องกับสวิตช์เลเยอร์ 2, โดเมนการออกอากาศ, VLANS, STP, VTP หน่วยข้อมูลโปรโตคอลของเลเยอร์นี้เรียกว่าเฟรม
Network Layer - นี่คือเมื่อเกิดการเราต์โปรโตคอลส่วนใหญ่จะทำงานในชั้นนี้ สิ่งนี้เรียกว่าเลเยอร์ IP ที่ซึ่ง VLANS สื่อสาร PDU สำหรับเลเยอร์นี้เรียกว่าแพ็กเก็ต
ขนส่งเลเยอร์ - ขนส่งเลเยอร์เกี่ยวข้องกับพอร์ต TCP และ UDP นี่คือที่ที่แพ็คเก็ตจากเลเยอร์ 3 ถูกส่งไปยังพอร์ตปลายทาง เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่า TCP เป็นโปรโตคอลที่มุ่งเน้นการเชื่อมต่อในขณะที่ UDP นั้นเป็นโปรโตคอลที่เน้นการเชื่อมต่อน้อยกว่า PDU สำหรับเลเยอร์นี้คือดาตาแกรม
เซสชันเลเยอร์ - ชั้นเลเยอร์คือที่ที่แพ็กเก็ตถูกห่อหุ้มจากการถูกแยกออกจากเลเยอร์ 3 เลเยอร์นี้เกี่ยวข้องกับภาษาการเขียนโปรแกรมฝั่งเซิร์ฟเวอร์หลายภาษาที่คุณสามารถสร้างแอปพลิเคชันที่ใช้ซอฟต์แวร์และแปลงเป็น ->
เลเยอร์การนำเสนอ - เลเยอร์นี้เกี่ยวกับรหัสฝั่งไคลเอ็นต์ที่คุณเห็นบนเว็บเบราว์เซอร์ของคุณหรือเมื่อคุณคลิกขวาและดูซอร์สโค้ดเหล่านี้ส่วนใหญ่จะเป็นรหัส HTM / CSS / Javascript ที่ให้คุณดู ->
ชั้นแอปพลิเคชัน - นี่คือที่ GUI (ส่วนต่อประสานกราฟิกผู้ใช้) แปลรหัส HTML / CSS จากชั้น 6 เป็นชั้นนี้ สิ่งที่คุณเห็นบนเว็บเบราว์เซอร์ของคุณคือ GUI ปลายสุด ชั้น 5,6,7 PDU เรียกว่าข้อความ
ฉันหวังว่าสิ่งเหล่านี้จะตอบคำถามที่เกี่ยวข้องกับ OSI ทั้งหมด
IS-IS ทำงานบนเลเยอร์ OSI ใด - เลเยอร์ 3
HTML เป็นการนำเสนอหรือโพรโทคอลแอพพลิเคชันหรือไม่ - การนำเสนอ
VPN tunnels เป็นเลเยอร์ 2 หรือ 3 หรือไม่? -> L2TP เป็นเลเยอร์ 2 -> ช่องสัญญาณ VPN โดยปกติจะทำงานที่เลเยอร์ 3 เช่น IPSEC
HTTP (ไม่ใช่ HTML) มีทั้งงานนำเสนอและชั้นแอปพลิเคชัน VPN Tunnels เพิ่มเลเยอร์ซ้อนทับลงในสแต็กที่มีอยู่: อาจเป็นเลเยอร์ 2 หรือเลเยอร์ 3 ขึ้นอยู่กับชนิดของพวกเขา จากนั้นคุณจะสามารถเห็นเลเยอร์ที่เพิ่มนี้สองครั้งในแพ็คเก็ต
หนึ่งในสองสามสิ่งที่จริง ๆ แล้วมาจากแบบจำลอง OSI คือใบรับรอง X.509 และกลุ่มของ LDAP ขนาดใหญ่ที่มาจาก X.500 อีกสิ่งหนึ่งคือ X.400 สำหรับการส่งข้อความ MS Exchange มีสิ่งนี้อย่างน้อยใน 5.5 ไม่แน่ใจว่ามีรุ่นที่ใหม่กว่ามารวมอยู่ด้วยหรือไม่
ดังนั้น OSI จึงเป็นแบบจำลองในโดเมนเครือข่ายมันสูญเสียการแข่งขันกับ TCP / IP และฉันไม่เข้าใจจริงๆว่าทำไมสิ่งนี้ยังคงสอนให้นักเรียน การพยายามใส่สิ่งต่าง ๆ เช่น MPLS ในรุ่นนี้ไม่สมเหตุสมผลเลย
การขุดลึกลงไปนั้นจะนำคุณไปสู่ความเจ็บปวดขององค์กรขนาดใหญ่ที่พยายามบังคับใช้มาตรฐานสิ่งที่น่ากลัวเช่น ASN.1 และ BER ... เหนือสิ่งอื่นใด